Dragi čitaoci! Srećnu Novu godinu i Božić želi Vam osoblje biblioteke! Vama i vašim porodicama od sveg srca želimo sreću, ljubav, zdravlje, uspjeh i radost!
Neka vam naredna godina donese blagostanje, međusobno razumijevanje, harmoniju i dobro raspoloženje.
Sretno, prosperitet i ispunjenje najdražih želja u novoj godini!
Testirajte pristup EBS Ibooks.ru
Detalji objavljeno 03.12.Dragi čitaoci! Naš univerzitet je do 31.12.2019. dobio probni pristup Ibooks.ru EBS-u, gdje se možete upoznati sa bilo kojom knjigom u načinu čitanja punog teksta. Pristup je moguć sa svih računara univerzitetske mreže. Za dobijanje daljinskog pristupa potrebna je registracija.
"Henrik Osipovič Graftio - do 150. godišnjice rođenja"
Detalji objavljeno 02.12.Dragi čitaoci! Sekcija "Virtuelne izložbe" sadrži novu virtuelnu izložbu "Henrik Osipovič Graftio". 2019. obilježava se 150 godina od rođenja Genriha Osipoviča, jednog od osnivača hidroenergetike u našoj zemlji. Enciklopedijski naučnik, talentovani inženjer i izvanredan organizator, Genrikh Osipovič dao je ogroman doprinos razvoju domaće elektroenergetike.
Izložbu je pripremilo osoblje Odeljenja za naučnu literaturu biblioteke. Izložba predstavlja radove Genriha Osipoviča iz fonda istorije LETI i publikacije o njemu.
Možete se upoznati sa izložbom
Testirajte pristup IPR knjigama sistema elektronske biblioteke
Detalji objavljeno 11.11.Dragi čitaoci! Od 08.11.2019. do 31.12.2019., našem univerzitetu je omogućen besplatan probni pristup najvećoj ruskoj bazi podataka punog teksta - IPR BOOKS Electronic Library System. EBS IPR BOOKS sadrži više od 130.000 publikacija, od kojih su više od 50.000 jedinstvene obrazovne i naučne publikacije. Na platformi imate pristup trenutnim knjigama koje se ne mogu pronaći u javnom vlasništvu na internetu.
Pristup je moguć sa svih računara univerzitetske mreže.
Da biste dobili daljinski pristup, morate kontaktirati odjel za elektronske resurse (soba 1247) administratoru VChZ Polina Yuryevna Skleimova ili putem e-pošte [email protected] sa temom "Upis u knjige intelektualne svojine".
Uređaji dizajnirani za mjerenje linearnih ubrzanja aviona i ugaonih ubrzanja rotirajućih elemenata njihovih jedinica nazivaju se akcelerometri.
Signali akcelerometra se koriste u inercijalnim navigacijskim sistemima za izračunavanje brzina i koordinata, u sistemima za kontrolu leta i motora, te u vizualnim indikatorima instrumenata. Vizuelni indikatori ubrzanja potrebni su pilotu na upravljivim avionima za kontrolu preopterećenja koja proizilaze iz kontrole aviona.
Akcelerometri se klasifikuju prema različitim kriterijumima, a posebno prema oblastima primene, vrsti suspenzije osetljivog elementa, načinu hvatanja signala, broju izmerenih komponenti ubrzanja, vrsti izlaznog signala itd.
Zahtjevi akcelerometra u pogledu tačnosti mjerenja određuju se aplikacijom. Dakle, greške akcelerometara u inercijalnim sistemima ne bi trebalo da prelaze 0,001%. Akcelerometri koji se koriste u sistemima upravljanja imaju greške od 0,001-1,0%. Greške akcelerometara koji se koriste kao vizuelni uređaji su 1–3%.
Princip rada akcelerometra je sljedeći.
Slika 1 Dijagram akcelerometra.
1 - inercijska masa; 2 - opruga; 3 - amortizer; 4 - skala; 5 - tijelo uređaja; 6 - os osjetljivosti akcelerometra
Inercijalna masa 1 povezana sa tijelom uređaja 5 do proleća 2 i amortizer 3 , može se kretati u smjeru ose 6 nazvana osa osetljivosti. Pomjeranje mase u odnosu na tijelo uređaja, mjereno na skali od 4 , proporcionalno izmjerenom ubrzanju usmjerenom duž ose osjetljivosti.
Osjetljivi element akcelerometra je inercijska masa.
Na inercijskoj masi 
akcelerometar, djeluju sljedeće sile:
- sila inercije
,
gdje 
- kretanje mase u odnosu na tijelo uređaja;
–Kretanje tijela uređaja u odnosu na fiksnu tačku u prostoru.
- sila proporcionalna brzini kretanja mase i koju stvara prigušivač:
,
gdje 
- koeficijent prigušenja.
- poziciona sila koju stvara elastičnost opruge:
,
gdje 
- koeficijent elastičnosti.
Zbir ovih sila je nula, tj.
,
,
gdje 
- prirodna frekvencija;
;
– Koeficijent relativnog slabljenja.
Glavni elementi akcelerometara su ovjesi inercijalnih masa, senzori za signale pomaka mase, uređaji za moment (snage) koji obezbjeđuju unos povratnih signala, pojačivači signala i uređaji za korekciju (prigušivači).
Da bi akcelerometar reagovao samo na komponentu ubrzanja za koju je predviđen da se meri, njegova inercijalna masa mora imati poseban ogib koji ispunjava sledeće uslove: 1) minimalno trenje u osovinama vešanja; 2) odsustvo poprečnih veza između mernih osa; 3) obezbeđivanje linearnog odnosa između odstupanja inercione mase i izmerenog ubrzanja.
Ovjesi na jednostavnim nosačima stvaraju značajno trenje, što smanjuje osjetljivost akcelerometra. Da bi se smanjilo trenje, osjetljivi element se fiksira na polugu ili stavlja u tekućinu čija je specifična težina jednaka specifičnoj težini osjetljivog elementa (sl. 2-4). Suspenzije na oprugama i valovitim elastičnim membranama su bez trenja, ali njihov nedostatak je što kada se masa otkloni, uređaj počinje reagirati na komponente ubrzanja okomito na os osjetljivosti. Stoga se takve suspenzije koriste u akcelerometrima s kompenzacijom sile, kada praktički nema odstupanja mase.
Rice. 2. Dijagram jednokomponentnog akcelerometra:
1 - inercijska masa; 2 - kućište; 3 - tečnost; 4 - vodilica; 5 - pojačalo; 6 - induktivni senzor pomaka;
7 - elektromagnetski pogon
U dijagramu na sl. 2, inercijalna masa 1 je okačena na vodilicu 4. Da bi se smanjilo trenje na vodilicu, masa 1, smještena u tečnost 3, ima neutralnu uzgonu, što isključuje snažno pritiskanje na vodilicu. Signali u razmatranoj shemi, proporcionalni pomaku inercijalne mase, mjere se induktivnim senzorom 6. Nakon pojačanja u pojačalu 5, signal se dovodi do elektromagnetnog (energetskog) pogona 7. Izlazni signal akcelerometra je pad napona 
na otpor 
spojeni serijski u krug namotaja pogonskog pogona. Prigušenje u uređaju se postiže zbog otpora kada se inercijska masa kreće u tekućini. U akcelerometrima ovog tipa moguće je dobiti visoku prirodnu frekvenciju i malu mrtvu zonu (što se postiže smanjenjem sila trenja vaganjem inercijalne mase u tekućini). Da bi se održala konstantnost karakteristika akcelerometra, potrebno je održavati konstantnu temperaturu tekućine, što se postiže termostatiranjem.
Rice. 3. Dijagram akcelerometra s plutajućim klatnom:
1 - inercijska masa; 2 - tečnost; 3 - kućište; 4 - motor obrtnog momenta;
5 - pojačalo; 6 - senzor signala
Na sl. 3 prikazuje dijagram akcelerometra s plutajućim klatnom. Plovak (inercijalna masa) je projektovan tako da je njegova težina Q bliska sili dizanja F. Potreban plovak klatna se obezbjeđuje pomakom težišta u odnosu na centar pomaka za iznos L Signal plovka rotacija se meri induktivnim senzorom 6, a nakon pojačanja u pojačavaču 5 se dovodi do momentnog motora 4. Nisko trenje u osloncima, koji su suspenzije, obezbeđuje se niskim pritiskom, jer je težina plovka Q praktično uravnotežena sila dizanja F. Prigušenje se postiže činjenicom da se masa kreće u tečnosti. Da bi se održale stalne karakteristike uređaja, potrebno je regulirati temperaturu tekućine. Akcelerometri sa plovkom koriste silicijumske tečnosti.
Ubrzanja, mjerena akcelerometrima koji se koriste u inercijalnim sistemima, koriste se za dobivanje brzine i prijeđene udaljenosti. Ubrzanje je integrisano jednom da bi se dobila brzina, a dva puta da bi se dobila putanja. Postoji određena klasa akcelerometara u kojima izlazni signal nije proporcionalan ubrzanju, već jednom ili dva puta većem od integrala ubrzanja.
Slika 4 Šema integracionog akcelerometra
1-inercijalni plovak; 2-pogonski motor; 3-hidraulički obilazni kanali; 4-kapacitivni senzor; 5-cilindar napunjen silikonskom tekućinom; 6-relej sistema grijanja; 7-termostat; 8-grijni element; 9-vanjski cilindar; 10-tečnost
Šema integrativnog akcelerometra s plutajućim tipom prikazana je na Sl. 4. Plovak 1 u obliku cilindra postavljen je u cilindričnu komoru napunjenu tečnošću 10, pri čemu je gustina materijala plovka manja od gustine tečnosti. Kamera se okreće pomoću motora 2 konstantnom brzinom. Pod djelovanjem centrifugalnih sila koje proizlaze iz rotacije tekućine, plovak se postavlja duž osi simetrije, duž koje se može kretati. Integracija akcelerometara sa dizajnom prikazanim na sl. 4 ima osjetljivost reda 10 -5 g i grešku ne veću od 0,01%.
Obećavajuće elektromagnetne i kriogene suspenzije.
Za pretvaranje pomaka u električne signale, akcelerometri koriste potenciometrijske, induktivne, kapacitivne, fotoelektrične i strune pretvarače. Osnovni zahtevi za pretvarače su: 1) visoka rezolucija; 2) linearna zavisnost izlaza od ulaza; 3) nedostatak reakcije pretvarača na osjetljivi element. Potenciometrijski senzori ne zadovoljavaju ove zahtjeve, stoga se ne koriste u preciznim instrumentima.
Motori obrtnog momenta (elektromotori koji rade u režimu kočenja) i elektromagnetski uređaji se koriste kao uređaji za moment (snage) u akcelerometrima za unos povratnih signala.
Da bi se dobili akcelerometri sa potrebnim frekvencijskim karakteristikama, u krugovima povratne sprege koriste se korektivni filteri i posebni prigušivači. Instrumenti sa tečnom suspenzijom koriste viskozitet same tečnosti za prigušivanje.
Greške akcelerometra
Metodološke i instrumentalne greške svojstvene su akcelerometrima.
Metodološke greške akcelerometara mogu se podijeliti u dvije grupe: 1) greške koje proizlaze iz činjenice da akcelerometri mjere samo ubrzanja aktivnih sila, dok ovi uređaji ne reaguju na ubrzanja uzrokovana gravitacijskim silama; 2) greške koje nastaju zbog neusklađenosti ose osetljivosti sa smerom delovanja izmerenog ubrzanja.
Tako, na primjer, ako su os osjetljivosti i smjer ubrzanja 1 °, greška u mjerenju veličine ubrzanja je 0,02%. Ova greška je mala sama po sebi i malo je interesantna. Ugao između navedenih pravaca je od većeg značaja, jer on određuje nesklad između instrumentalne i prave ose koordinatnog sistema. Osim toga, u inercijalnim navigacijskim sistemima, neusklađenost osi osjetljivosti sa smjerom mjerenih ubrzanja dovodi do pojave unakrsnih veza između akcelerometara, zbog čega akcelerometar mjeri ne samo „svoje“, već i "vanzemaljskih" ubrzanja.
Instrumentalne greške akcelerometara određuju se: 1) pragom osjetljivosti (zbog trenja u suspenzijama) - minimalnim signalom na ulazu, pri kojem se signal pojavljuje na izlazu; 2) narušavanje linearnog odnosa između ulaznog i izlaznog signala; 3) histereza u karakteristikama elastičnih i drugih elemenata; 4) temperaturna zavisnost parametara i karakteristika akcelerometra.
Da bi se smanjile instrumentalne greške, poduzimaju se mjere za smanjenje trenja u suspenzijama, za termostatiranje elemenata i za poboljšanje karakteristika osjetljivosti akcelerometra. U najboljim dizajnima akcelerometara za inercijalne sisteme instrumentalne greške su dovedene do 0,002%.
Jedinica senzora linearnog ubrzanja BDLU - 0,5 je dizajniran za mjerenje linearnih ubrzanja u odnosu na normalni koordinatni sistem i izdavanje električnog signala proporcionalnog linearnom ubrzanju u kompleks leta (BOD) i druge sisteme na brodu.
Strukturno, akcelerometar tipa BDLU sastoji se od glavnih jedinica:
- senzor linearnog ubrzanja tipa DLUV-42 je jednoosni akcelerometar i dizajniran je za mjerenje linearnog ubrzanja koje djeluje duž ose osjetljivosti i izdaje električni signal čija je vrijednost napona proporcionalna linearnom ubrzanju koje djeluje duž ose osjetljivosti. mjernoj osi, a predznak odgovara smjeru linearnog ubrzanja.
- jedinica za napajanje tipa MUBP – 1–1;
- povratno pojačalo BU – 44–2–11.
Spoljašnji izgled BDLU-a prikazan je na slici 5
Slika 5 Spoljašnji izgled BDLU-a
Dijagram jednoosnog akcelerometra je prikazan na slici 6. (tip DLUV-42)
Rice. 6. Dijagram jednoosnog akcelerometra s povratnom spregom sile:
1 - namotaj senzora; 2 - pobudni namotaj; 3 - os osjetljivosti akcelerometra; 4 - permanentni magnet; 5 - restauracija 
namotavanje; 6 - AC pojačalo; 7 - demodulator; 8 - fazni lanac; 9 - pojačalo konstantne struje; 10 - generator kruga pobude; 11 - izlazni otpor; 12 - signal izmjerenog ubrzanja.
Akcelerometar je uređaj za povratnu vezu sile u kojem je inercijska sila koja djeluje na senzorski element uravnotežena (proporcionalno ubrzanju) elektromagnetskom silom koju stvara struja u zavojnici smještenoj u magnetskom polju.
Osjetljivi element DLUV akcelerometra je klatno 4, koje je trajni magnet.
Pod djelovanjem linearnih ubrzanja usmjerenih duž ose osjetljivosti senzora, nastaje moment inercije koji odbacuje osjetljivi element (klatno) od nulte ravnotežne pozicije u smjeru suprotnom djelovanju ove sile.
Moment inercije klatna je:
,
gdje 
Je masa klatna; 
- rame debalansa klatna; 
- efektivno linearno ubrzanje.
Svako odstupanje od nulte pozicije u isto vrijeme stvara u zavojnici senzora fiksiranom na njoj 1 emf, proporcionalnu veličini djelujuće sile, a time i ubrzanju. Signal sa senzora ulazi na ulaz amplitudnog fazno osjetljivog detektora-pojačala BU-44-2-11 (7, 8, 10), gdje se pretvara u jednosmjerni napon određenog polariteta i preko DC pojačala UPT -9 se dovodi do namotaja zavojnice za oporavak 5, koja se nalazi na elastičnom ovjesu osjetljivog elementa.
Magnetno polje zavojnice za oporavak 5 stupa u interakciju s poljem stalnog magneta 4, koji je element senzora osjetljiv na klatno, te se javlja elektromagnetska sila koja uravnotežuje moment inercije klatna i teži da ga vrati na nulu pozicija.
Elektromagnetski moment koji stvara struja koja teče kroz namotaje zavojnice za oporavak je
,
gdje 
- prijenosni odnos strujnog kola povratne sprege;
- struja koja teče kroz zavojnicu.
Uvođenje povratne sprege sile u akcelerometar je ekvivalentno dodatnoj krutosti, koja je po veličini mnogo veća od krutosti elastičnog elementa.
Ako je faktor pojačanja pojačala 9 dovoljno velik, tada elektromagnetska sila vraćanja balansira silu proporcionalnu ubrzanju i osjetljivi element će zauzeti nulti ravnotežni položaj, dok će se ostvariti jednakost:
ili 
,
Otuda i odnos
.
Dakle, struja teče u krugu zavojnice za oporavak 5, koja je direktno proporcionalna efektivnom linearnom ubrzanju (preopterećenju).
Serijskim povezivanjem sa zavojnicom otpor opterećenja 
, dobijamo izlazni napon proporcionalan efektivnom linearnom ubrzanju:
. (1)
Ako su se proteklih godina najzanimljivije domaće tehnološke vijesti uglavnom odnosile na softver, onda se u 2019. godini mnogo zanimljivih stvari dogodilo na području hardvera. Štaviše, država je odlučno preduzela zamjenu uvoza, i to ne samo softvera.
2019. vladine agencije su zapravo uništile T-Platforme: kompanija je u agoniji, “80% zaposlenih dalo otkaz”, stranica je isključena
Neiscrpnom toku problema kompanije "T-Platforms", čiji je osnivač i izvršni direktor u pritvoru, pridodato je i veliko otpuštanje. Organizacija nema dovoljno novca ne samo za plate, već, moguće, čak ni za podršku korporativne web stranice, piše CNews.
Rostec želi da kreira ruske čipove za Bluetooth, Wi-Fi, NFC i Internet stvari
Rostec predlaže razvoj čipova za Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee, NFC, LPWAN, NB-IoT i Thread bežične tehnologije u Rusiji. Takođe, trebalo bi da se pojave sopstveni sistemi na čipu za Internet stvari i bazne stanice LPWAN. Ukupna ulaganja u razvoj Interneta stvari u Rusiji do 2030. godine iznosit će više od 200 milijardi rubalja.
Kaspersky radi na prvom ruskom čipu za ubrzanje vještačke inteligencije
Kaspersky Lab je potpisao sporazum o strateškoj saradnji sa proizvođačem prvog ruskog neuromorfnog procesora za hardversko ubrzanje sistema veštačke inteligencije. Čip će omogućiti lokalnu obradu velikih količina podataka i omogućiti neuronskim mrežama da se treniraju u tom procesu.
Rusiji je potreban "Mir", po mogućnosti cijeli: Rusija će morati unaprijed instalirati Mir Pay na pametne telefone umjesto Apple Paya i Google Paya
Izvestia izvještava da Federalna antimonopolska služba (FAS) razmatra da Mir Pay postane obavezna aplikacija za predinstalaciju na elektroniku koja se prodaje u Rusiji. Sudeći po trendovima u prošloj godini, ovakvu inicijativu trebalo bi da odobre vlasti u zemlji.
Nepokretanje gotovo polovice satelita u Roskosmosu objašnjeno je sankcijama mikrokola otpornih na zračenje i nedostupnošću OneWeb-a
Roskosmos nije završio 45 lansiranja uglavnom zbog nedostupnosti svemirskih letelica iz OneWeb-a i Ministarstva odbrane, rekao je Dmitrij Rogozin, generalni direktor ruske korporacije, komentarišući izjavu potpredsjednika Vlade Jurija Borisova da su ove godine ruski programi lansiranja u svemir uvedeni. završeno “malo više od 50 posto”. TASS prenosi.
Uvod
Poglavlje 1. Analiza kvalitativnih karakteristika preciznih akcelerometara i proučavanje načina za poboljšanje tačnosti.
1.1. Analiza savremenih preciznih akcelerometara i izbor objekta istraživanja. jedanaest
1.2. Dizajn i tehnologija montaže akcelerometra 18
1.3. Glavni parametri koji određuju tačnost akcelerometra i nivo njihove implementacije 24
1.4. Izjava o problemu istraživanja. 31
Poglavlje 2. Izrada matematičkog modela za procjenu statičkih parametara tačnosti akcelerometra . 33
2.1. Model nultog signala akcelerometra AK-6. 35
2.2. Procjena stepena uticaja primarnih konstrukcijskih i tehnoloških parametara na vrijednost i stabilnost "nule" i "baze" akcelerometara. 48
2.3. Zaključci 51
Poglavlje 3. Analiza fizičkih procesa koji određuju dominantne greške akcelerometra i razvoj načina za smanjenje greške. 53
3.1. Ispitivanje uticaja pričvršćivanja osetljivog elementa u kućište akcelerometra na stabilnost položaja ose osetljivosti uređaja. 54
3.2. Analiza rada dijelova i sklopova SE pri promjenama temperature. 61
3.3. Eksperimentalno istraživanje razloga nestabilnosti nultog signala i baze akcelerometra u toku proizvodnje i rada. 67
3.5. Zaključci 77
Poglavlje 4. Razvoj metoda i sredstava za procjenu karakteristika kvaliteta akcelerometara tokom njihovog ispitivanja . 79
4.1. Analiza postojećeg tehnološkog procesa za kalibraciju akcelerometara. 80
4.2. Razvoj tehnike kalibracije za blok sistem akcelerometara za visokoprecizne inercijalne navigacijske sisteme. 83
4.3. Skalarna tehnika za kalibraciju akcelerometara. 85
4.3.1. Analiza projektno-tehnoloških faktora koji određuju glavne greške trijade akcelerometara i izrada modela grešaka. 85
4.3.2. Izvođenje jednadžbi sprege za trijadu akcelerometara. 89
4.4. Načini poboljšanja tačnosti procjene parametara trijade akcelerometara. 93
4.5. Zaključci. 97
Poglavlje 5. Određivanje zahtjeva za tehnološku opremu i eksperimentalna provjera adekvatnosti određivanja parametara predloženom metodom kalibracije. 98
5.1. Primarni faktori koje treba uzeti u obzir prilikom simulacije procesa kalibracije. 98
5.2. Opis algoritma za modeliranje predložene tehnike. 101
5.3. Matematičko modeliranje procesa kalibracije trijade akcelerometara. 109
5.4. Analiza rezultata matematičkog modeliranja 111
5.5. Eksperimentalna provjera i analiza tačnosti određivanja parametara uređaja prema osnovnom i skalarnom
tehnike kalibracije. 137
5.6. Analiza utjecaja kvadratne komponente greške na rezultate kontrolnih mjerenja u širokom rasponu promjena ubrzanja. 141
5.7. Zaključci. 151
Glavni rezultati rada. 152
Bibliografija.
Uvod u rad
Razvoj vazduhoplovne instrumentacije neraskidivo je povezan sa stvaranjem novih tipova aviona (AC), koji imaju veliku brzinu i domet i zahtevaju sve viši nivo automatizacije procesa kontrole leta.
Među brojnim informacionim sistemima koji obezbeđuju formiranje podataka o trenutnim parametrima kretanja aviona, posebno mesto zauzimaju inercioni navigacioni sistemi (INS). Biti autonoman, tj. potpuno protiv ometanja, oni pružaju potrebne informacije svim sistemima kontrole kretanja aviona.
Treba napomenuti da se postojeći sistemi satelitske navigacije trenutno razmatraju za upotrebu u brodskoj opremi kao dodatna i korektivna sredstva. Ograničenje upotrebe satelitske navigacije prvenstveno je povezano sa problemima konstantnosti prijema signala, niskom frekvencijom ažuriranja informacija, poteškoćama u određivanju ugaonog kretanja aviona u odnosu na centar mase itd. Međutim, visoka tačnost Određivanja trenutnih koordinata stvaraju se preduslovi za korišćenje ovakvih sistema za korekciju pomaka inercionih osetljivih elemenata u cilju povećanja integralne tačnosti INS-a.
Nedavno je bilo moguće značajno povećati brzinu i pouzdanost ugrađenih računarskih uređaja, zbog čega su inercijalni navigacijski sistemi (SINS), u kojima je sistem fizičke podrške zamijenjen matematičkim, postali široko rasprostranjeni. .
Posjedujući niz prednosti u odnosu na platformske ANN, koje uključuju značajno pojednostavljenje dizajna, što rezultira smanjenjem parametara težine i veličine, povećanjem
PLATFORMSKI INERCIJALNI NAVIGACIJSKI SISTEMI
BESPLATNI INERCIJALNI NAVIGACIJSKI SISTEMI
fizički 3-strani
matematički trostrani
Nestabilnost nule i
baza akcelerometra od
lansirati do lansiranja
Nestabilnost drifta žiroskopa pri pokretanju
Dynamic
domet žiroskopa
^ h
o "a o c
Poništavanje Ch.E. pod bilo kojim uglom oko bilo koje od 3 ose.
Niveliranje
Calibre Ch.E. u svakoj vožnji
"Lvicheose žirokompas
Nestabilnost nule i baze akcelerometra pri pokretanju
Položaj osi SE bloka je nepromjenjiv u odabranom koordinatnom sistemu
^ ML ~
Dynamic
opseg akcelerometra
Nestabilnost
faktor skale
akcelerometar
Vrijeme pripravnosti jedinice Ch.E.
-sL 4 ^
Čvrsto vezivanje Ch.E. bloka na ose objekta OI.A).
Matematički žirokompas
Drift nestabilnost
žiroskop od lansiranja do
lansirati
Položaj osa SE bloka se mijenja u skladu sa promjenom osa L.A.
Nestabilnost velikih razmera
koeficijent žiroskopa
Nedostatak termičke stabilizacije
Potrošnja energije
Nestabilnost tempa. koef.
Rice. 1.1.1. Zahtjevi za SE po savremenim inercijskim sistemima
navigacija.
pouzdanost, skraćivanje životnog ciklusa, smanjenje
potrošnja energije, povećanje količine generiranih informacija, SINS značajno povećava zahtjeve za parametrima primarnih informacijskih senzora. Razlika između zahtjeva platforme ANN i SINS za žiroskope i akcelerometre prikazana je na Sl. 1.1.1.
Poboljšanje tačnosti bilo kog inercijalnog navigacionog sistema direktno je povezano sa rešavanjem problema stvaranja akcelerometara klase preciznosti. Trend pomjeranja platformskih sistema sistemima sa rampom dodatno komplikuje zadatak, jer naglo pooštrava zahtjeve za preciznošću akcelerometara. Prije svega, to se odnosi na veličinu i stabilnost njegovog nultog signala („nula“), faktora skale (MC) i položaja ose osjetljivosti („baze“) u širokom rasponu radnih uvjeta, koji je određen nemogućnost kalibracije akcelerometra svaki put kada se SINS uključi. Rješenje ovog problema nemoguće je bez dublje analize uzroka grešaka akcelerometra i utjecaja projektno-tehnoloških parametara na vrijednosti i stabilnost "nule", "baze" i faktora skale, na na osnovu kojih se mogu izraditi tehnički prijedlozi, kako za poboljšanje dizajna tako i tehnologije izrade akcelerometra.
Certifikacija navedenih parametara kvaliteta akcelerometara je sastavni dio tehnološkog procesa njegove proizvodnje. Budući da su dobijene procjene parametara akcelerometara direktno uključene u grešku certifikacije, povećanje tačnosti akcelerometra nedvosmisleno povlači pooštravanje zahtjeva za tačnost mjerne opreme. Metoda sertifikacije (kalibracije) koja se trenutno koristi u serijskoj proizvodnji zasniva se na upotrebi opreme čija je greška srazmerna parametrima koji se vrednuju. Osim toga, cijena ove opreme (prvenstveno precizne optičke
razdjelne glave) je vrlo visoka, a sam proces je vrlo naporan, uglavnom zbog nemogućnosti njegove automatizacije.
U skladu sa navedenim, urgentan je zadatak proučavanje faktora koji određuju grešku akcelerometra i izrada na osnovu njega dizajnerskih i tehnoloških preporuka za poboljšanje tačnosti, kao i kreiranje efikasnije metode kalibracije.
U ovom radu se razmatraju pitanja dovođenja parametara kvarcnog akcelerometra AK-6, koji je razvijen u JSC "Moskovski institut za elektromehaniku i automatizaciju", zahtjevima savremenog SINS-a, u vezi sa kojim je izrađen matematički model glavnih parametara uređaja. je razvijen, sagledani su tehnološki aspekti projektovanja i montaže ovog akcelerometra, na osnovu kojih se predlažu načini modernizacije dizajna, kao i sagledan novi modularni model kalibracije akcelerometra.
Svrha rada je razvoj dizajnerskih i tehnoloških rješenja kojima se poboljšava tačnost akcelerometra, kao i kreiranje nove metode kalibracije akcelerometra, koja obezbjeđuje neophodnu tačnost u određivanju parametara uređaja, pod uslovom da je radni intenzitet procesa se smanjuje i koristi se jeftinija oprema.
Ciljevi istraživanja.
U skladu sa svrhom rada mogu se formulisati sledeći ciljevi istraživanja:
identifikaciju parametara tačnosti komercijalno dostupnih akcelerometara koji ne ispunjavaju zahtjeve obećavajućih SINS-a;
istraživanje konstruktivnih i tehnoloških razloga i analiza fizičke prirode nastanka dominantnih grešaka akcelerometra;
formalizacija odnosa između projektnih i tehnoloških parametara akcelerometra sa njegovim greškama;
razvoj i eksperimentalna provjera djelotvornosti projektno-tehnoloških preporuka za unapređenje dizajna i tehnologije montaže akcelerometra;
razvoj i potvrda efikasnosti metode za kalibraciju akcelerometara, koja obezbeđuje potrebnu tačnost, smanjuje radni intenzitet procesa i ne zahteva skupu opremu za njegovu implementaciju. Metode istraživanja.
Dobijeni rezultati se zasnivaju na kompleksnoj primeni osnovnih odredbi teorijske mehanike, teorije električnih kola, teorije tačnosti proizvodnje, matematičkih metoda analize, teorije linearnih vektorskih prostora, metoda aproksimacije i linearizacije, kao i prirodno i matematičko modeliranje. Naučna novina rad se sastoji od:
konstrukcija i eksperimentalna potvrda fizičkog modela greške akcelerometra povezane s nestabilnošću položaja ploče senzorskog elementa i samog senzorskog elementa u tijelu akcelerometra;
razvoj matematičkog modela koji opisuje : : dominantne greške akcelerometra u njegovim konstrukcijskim i tehnološkim parametrima;
razvoj modularne metode za kalibraciju akcelerometara; , formulaciju i opravdanje zahtjeva za specijalnu opremu za kalibraciju akcelerometara prema predloženoj metodi. Praktična vrijednost rad se sastoji od:
razvoj tehničkih rješenja za poboljšanje dizajna i tehnološkog procesa sklapanja akcelerometara, osiguravajući smanjenje njegovih dominantnih grešaka;
primjena razvijenog matematičkog modela greške akcelerometra za odabir racionalnih vrijednosti parametara njegovog elektronskog kola i razumnih tolerancija za odstupanje ovih parametara, sa stanovišta osiguranja potrebne tačnosti akcelerometra;
razvoj i eksperimentalna validacija
efikasnost nove metode za kalibraciju akcelerometara,
pružajući značajno povećanje tačnosti procjena na
naglo smanjenje zahtjeva za tačnost ispitne opreme;
implementacija razvijenih tehničkih rješenja u
projektnu dokumentaciju i proces montaže
komercijalno dostupan akcelerometar AK-6.
Apromacija rada... Materijali predstavljeni u ovome
rad na disertaciji, izvještavan na sljedećim konferencijama:
Sveruska naučno-tehnička konferencija "Novi materijali i tehnologije" NMT - 2000, "Novi materijali i tehnologije" NMT - 2002, Međunarodna naučna konferencija mladih "XXVII Gagarinska čitanja" 2001 "XXVII Gagarinska čitanja, XXIX03 Gagarinska čitanja" 2000 Gagarinska čitanja XXIX022 . , Međunarodni simpozijum "Tehnologije vazduhoplovne instrumentacije" 2002.
Publikacije... Rezultati rada na disertaciji objavljeni su u 8 štampanih radova i tehničkih izvještaja koje je izdala MIEA u 2000/01.
Struktura i obim diplomskog rada: Disertacija se sastoji od uvoda, pet poglavlja, zaključka i bibliografije od 111 naslova. Materijal je predstavljen na 153 stranice ilustrovan sa 70 slika, grafikona i 35 tabela. Sadržaj diplomskog rada. Rad se sastoji od pet poglavlja.
U administrirano ukratko osvrnuo se na relevantnost i praktičnu vrijednost rada. Formulisana je svrha rada, zadaci i metode istraživanja, naučna novina, rezultati apromacije i realizacije ovog rada. Daje se struktura teze i sažetak glavnih dijelova.
V prvo poglavlje dat je pregled dizajna, principa rada i karakteristika određenog broja akcelerometara, identificirani su glavni parametri koji određuju tačnost akcelerometra, a detaljno je razmotren dizajn kvarcnog akcelerometra AK-6.
U drugo poglavlje izrađen je matematički model nultog signala akcelerometra, na osnovu kojeg je izvršena procjena stepena uticaja parametara konstrukcijskih i tehnoloških elemenata na veličinu i stabilnost "nule" i "baze" akcelerometara.
V treće poglavlje Na osnovu eksperimentalnih i teorijskih studija izvršena je analiza i formulisani zahtevi za projektovanje osetljivog elementa i njegovo pričvršćivanje u kućištu AK-6, kako bi se povećala tačnost i stabilnost "baznog" i nultog signala. akcelerometra u širokom temperaturnom rasponu. Predloženi dizajn i tehnologija montaže uređaja su uvedeni u proizvodnju.
V peto poglavlje izvršeno je matematičko modeliranje na osnovu kojeg su formulisani zahtjevi za opremu za ispitivanje akcelerometara, kao i eksperimentalna provjera adekvatnosti utvrđenih parametara prema predloženoj metodi.
V zaključak dati su glavni rezultati rada i zaključci o tome.
Dizajn i tehnologija montaže akcelerometra
Akcelerometar AK-6 - klatno, kompenzacionog tipa sa elastičnim ovjesom osjetljivog elementa, izveden na dvije torzione šipke debljine 20 μm.
Princip rada akcelerometra AK-6 određen je osnovnim zakonom dinamike, prema kojem, kada se objekt na koji je akcelerometar instalira u smjeru njegove ose osjetljivosti s ubrzanjem a, nastaje inercijski moment Mi u odnosu na osi ovjesa referentne mase, što dovodi do njenog ugaonog odstupanja D, koje se mjeri senzorskim odredbama (DP). Signal iz DP-a se dovodi preko pojačavača povratne sprege (UOS) do namotaja senzora sile (DS). DS razvija moment M u odnosu na osu suspenzije mase, koji kompenzuje inercijski moment Mi. U ovom slučaju, izlazni napon U na otporu opterećenja RH proporcionalan je izmjerenom ubrzanju a.
Strukturno, akcelerometar AK-6 se sastoji od sljedećih glavnih dijelova, sl. 1.2.1 .:
1. Senzorski element koji omogućava fiksiranje referentne mase, kao i realizaciju DP i DS.
2. Pojačalo sa povratnom spregom koji pretvara DP signal u DS kontrolni signal, koji je ujedno i izlazni signal akcelerometra.
3. Termalni senzor koji generiše električni signal proporcionalan stvarnoj temperaturi u unutrašnjoj šupljini akcelerometra.
4. Zapečaćeno kućište, koje sadrži gore navedene čvorove. Strukturni i strukturni dijagram razmatranog kvarcnog akcelerometra sa izborom međusklopova prikazan je na Sl. 1.2.2. Osjetljivi element.
Sastoji se od dva kućišta (19 i 32) sa formiranim pločama senzora pomaka i magnetima (31) senzora sile, kvarcne ploče (34) koja se sastoji od vanjskog prstena koji služi za fiksiranje između tijela SE duž ploča. , spojenih torzionim šipkama sa klatnom na koje su raspršene ploče DP i fiksnim kalemovima (28) koji čine DS sistem sa kućištem magneta, kao i spojnim prstenom.
Tehnološki proces izrade kvarcne ploče je originalan i sadrži skup operacija za formiranje klatna i torzionih šipki i osiguravanje strogih zahtjeva za frekvencijom, ravnošću i paralelnošću njenih površina.
Zatim se uz pomoć hemijskog jetkanja, uz korištenje zaštitnih maski, od petsina u dva prijelaza formiraju najprije plastike, a zatim zadane debljine torzijskih šipki. Nakon potpunog formiranja ploče, na njoj se metodom termičkog vakuumskog taloženja zlata debljine 0,1 μm stvaraju ploče kapacitivnog JJ i provodnici jednosmjernog kola. Kako bi se osigurala potrebna adhezija, zlato se raspršuje na podsloj hroma, koji se formira na sličan način.
Okvir sa namotanom zavojnicom senzora sile zalijepljen je na jezičak ploče epoksidnim ljepilom, a provodnici zavojnice se termokompresionim zavarivanjem spajaju na prskane provodnike.
Zavarivanje osjetljivog elementa vrši se u posebnom uređaju koji osigurava međusobno centriranje gornjeg i donjeg tijela SE u odnosu na ploču. Uređaj ima podesivu stezaljku, koja obezbeđuje silu sabijanja tela, dok se tačka primene sile pritiska primenjuje u „centru pritiska“ ploča, tj. u težištu trougla kojeg formiraju plastike. Ove operacije se izvode kako bi se ploča fiksirala samo duž ploča i kako bi se osigurao ujednačen razmak između klatna ploče i SE kućišta.
Kućišta ChE su povezana krutim prstenom od istog materijala pomoću laserskog točkastog zavarivanja po posebnom algoritmu.
Procjena stepena uticaja primarnih konstrukcijskih i tehnoloških parametara na vrijednost i stabilnost "nule" i "baze" akcelerometara.
Uzimajući u obzir dobijenu jednačinu (2.32.), može se vidjeti da je statička greška položaja mase pod uslovom a = 0, što je ekvivalentno odstupanju ose osjetljivosti akcelerometra od osnovne, iznosi određena je tehnološkim greškama u izradi senzora položaja, kao i diferencijalnih i integracionih pojačala i ne zavisi od elastičnih karakteristika torzijske suspenzije mase i elektrostatičkih sila senzora položaja. Izraz (2.32.) potvrđuje činjenicu da je u stvarnom akcelerometru nemoguće potpuno otkloniti metodološku grešku.
Analiza jednačine (2.35.) nedvosmisleno pokazuje da postoje nezavisne komponente nultog signala, od kojih je jedna određena greškama u izvođenju elektronskih kola, a druga relativnim greškama elektromehaničkog dela akcelerometra - razlikom između nulte pozicije svake od sila ometanja i nulte pozicije informacijskog signala senzora položaja. Međutim, bez obzira na prirodu grešaka, njihov uticaj se može značajno smanjiti racionalnim izborom geometrijskih parametara torzija i pobudnog napona senzora položaja, koji obezbeđuju ispunjenje uslova kt = ke. Treba napomenuti da je uvjet kt - 0 i ke - 0 općenito netačan, jer ne uzima u obzir druge bitne zahtjeve za akcelerometar. To se posebno odnosi na mehaničku čvrstoću torzijskih šipki i minimalni dozvoljeni nagib karakteristike informacijskog signala senzora položaja. Dakle, kompletan skup uslova treba da izgleda kao kt = ke na kt - min i ke - min, tj. postoji problem optimizacije. Izbor ostatka nominalnih parametara uključenih u (2.35.) je također optimizacijski problem, u čijem rješavanju su dobijene relacije, s izuzetkom (2.15.), neophodan, ali očito nedovoljan skup matematičkih modeli. Međutim, za odabrane nazivne parametre ovi omjeri omogućavaju rješavanje problema racionalne raspodjele tolerancija za ove parametre.
Razmatrajući problem racionalne distribucije tolerancija u smislu analize tačnosti proizvoda na osnovu teorije osetljivosti, prelazi se na određivanje funkcija uticaja primarnih parametara na Ueblxo i L0. U ovom slučaju, u nizu slučajeva, odstupanje projektnog parametra od nominalnih vrijednosti smatrat ćemo primarnim parametrima. U ovom slučaju ćemo uzeti nulu za nominalnu vrijednost odstupanja. Na osnovu pravila diferencijacije složenih funkcija i uzimajući u obzir da su u tački diferencijacije relacije važeće: dobijamo sljedeće izraze za funkcije utjecaja primarnih parametara na vrijednost D0:
Na osnovu analize mogu se izvući sljedeći zaključci: - formiranje jedne od glavnih grešaka akcelerometra - njegov nulti signal se javlja u fazi sklapanja i nastaje zbog tehnološkog širenja primarnih parametara glavnih funkcionalnih elemenata akcelerometra; - metodološka greška akcelerometra povezana s početnim pomakom ose osjetljivosti određena je greškama njegove putanje za pojačavanje informacija, koja je posljedica nesavršenosti operacionih pojačala i zbog toga se ne može u potpunosti isključiti; - navedena metodička greška ne zavisi od parametara karakteristika snage torzionih šipki ovjesa mase i elektrostatičkog efekta senzora položaja; - nulti signal akcelerometra sadrži dvije nezavisne komponente, od kojih je jedna greška elektronskog kola, druga greška sklopa elektromehaničkog dela; izvršena analiza nam omogućava da zaključimo da tehnološke greške imaju značajno veći uticaj na parametre elektrostatičke sile nego na informacioni signal; - formulisani neki zahtevi za izbor nazivnih parametara funkcionalnih elemenata, pun skup zahteva se može dobiti dopunom konstruisanog matematičkog modela funkcionalnim modelima koji opisuju radne parametre akcelerometra; - konstruisani matematički model omogućava rešavanje problema racionalnog izbora tolerancija za primarne parametre glavnih funkcionalnih elemenata akcelerometra u cilju povećanja stabilnosti njegovog nultog signala i "baze".
Analiza rada dijelova i sklopova SE pri promjenama temperature.
Na osnovu obavljenog posla formulirane su sljedeće preporuke kako bi se osigurala stabilnost bazne greške i nultog signala u AK-6.
Kako bi se isključila moguća pomicanja kvarcne ploče u odnosu na SE slučajeve, povezana s viškom na krajnjim točkama temperaturnog raspona naprezanja u vanjskom prstenu ploče sila trenja ravnina ploča duž odskoka ravnima kućišta, potrebno je osigurati zagarantovanu tlačnu silu SE kućišta sa spojnim prstenom u cijelom temperaturnom rasponu, što se može realizovati: - promjena dizajna spojnog prstena, obezbjeđivanjem njegovog prethodnog rastezanja u vertikalni pravac, tj njegovo izvođenje u obliku opruge; - promjena u procesu montaže, koja osigurava preliminarnu napetost spojnog prstena. ... CHE spojni prsten U tu svrhu razvijen je dizajn spojnog prstena (Sl. 3.15.) sa elementom smanjene krutosti (1), prečnicima za donje i gornje kućište (4 i 3) i elementom za pričvršćivanje. (prirubnica) - 2. Promijenjen je i proces montaže u dijelu završnog sklopa SE (sl. 3.16.) na način da: - spojni prsten (1) bude pričvršćen za donji dio tijela (2 ) laserskim tačkastim zavarivanjem (3);
Konačna montažna shema SE. - ovaj sklop se ugrađuje u poseban uređaj (5) na osnovu prirubnice spojnog prstena; - zatim se postavlja ploča sa zavojnicama i gornji dio tijela (4); - tlačna sila (6) se primjenjuje na gornji dio tijela u tački sjecišta medijana trokuta formiranog od kvarcne ploče, koja se zahvaljujući shemi lociranja prenosi na spojni prsten koji mijenja njegove geometrijske dimenzije u vertikalnom smjeru; - gornji dio tijela je fiksiran u odnosu na spojni prsten pomoću točkastog laserskog zavarivanja.
Da bi se isključila moguća pomeranja SE u odnosu na telo akcelerometra, povezana sa razlikom u TCLE kućišta SE, montažnog prstena i tela uređaja, kao i da bi se obezbedila izolacija SE od tela, potrebno je potrebno je promijeniti dizajn i tehnologiju montaže, koja se može implementirati: - isključujući prsten za podešavanje i ljepljivu vezu; - fiksiranje SE u telo akcelerometra tako što ga fiksira. prirubnica spojnog prstena između dvije keramičke čahure koja služi kao izolator; - korištenjem opruge kako bi se osigurala stabilnost stezanja prirubnice u cijelom opsegu radne temperature. Za razmatrani dizajn Sl. 3.17. proces montaže treba da se izvede na sledeći način: - u gornjem delu tela akcelerometra 7 ugrađena je ravna opruga 2, na koju je postavljena keramička čaura 3; - na keramičku čauru 3 ugraditi na prirubnicu spojnog prstena 2 ChE 1 i ugraditi drugu keramičku čauru 5; - ugradite podlošku i izvršite centriranje ovog sklopa; - primeniti kalibriranu silu na podlošku i izvršiti njeno fiksiranje u odnosu na telo uređaja tačkastim laserskim zavarivanjem 9. Na Sl. 3.18. i tabela 3.7. prikazani su rezultati ispitivanja serije uređaja (temperaturna zavisnost nultih signala), sastavljenih prema razvijenim projektantskim i tehnološkim preporukama. Kao što se vidi iz prikazanih podataka, parametar koji se razmatra ima veću stabilnost kako u pogledu vrijednosti ovisnosti o temperaturi tako iu temperaturnoj histerezi u odnosu na sličnu seriju uređaja sastavljenih po staroj tehnologiji (tablica 1.3.2.). I sl. 1.3.2.). Generalno, stabilnost parametara akcelerometara (u smislu nultog signala i "baze") kao rezultat implementacije razvijenih preporuka povećana je za više od 20%.
Razvoj tehnike kalibracije za blok sistem akcelerometara za visokoprecizne inercijalne navigacione sisteme
Da bi se dobila savršenija tehnika kalibracije, pokušano je da se u njoj koristi skalarni standard, čija vrijednost ne ovisi o orijentaciji akcelerometra. Kao takav standard predloženo je korištenje kvadrata modula vektora gravitacijskog ubrzanja, koji je vrlo precizno poznat za bilo koju tačku na Zemlji i ne ovisi o izboru koordinatnog sistema.
U vezi sa zamjenom vektorskog standarda skalarnom metodom, tehnika ima niz karakteristika, od kojih je glavna sljedeća. Kao što znate, da biste odredili vektor u trodimenzionalnom prostoru, potrebno je izmjeriti njegovu projekciju u 3 smjera koji ne leže u istoj ravni. Stoga, kada se koristi metoda, najmanje tri instrumenta treba istovremeno kalibrirati. Ova okolnost je posebno važna pri kalibraciji akcelerometara, na primjer, za SINS, jer omogućava da se odmah kalibrira trijada uređaja u sklopu, koji se mogu ugraditi u sistem bez demontaže uz održavanje relativnog položaja njihovih osa.
Za matematički opis tehnike potrebno je odrediti model greške trijade akcelerometara i sastaviti sistem komunikacijskih jednačina koji izražavaju razmatrane greške uređaja kroz njihove izlazne signale.
Prilikom sastavljanja modela grešaka za jedan akcelerometar, pretpostavit ćemo da je, u idealnom slučaju, kada nema grešaka, njegov izlazni signal u potpunosti određen veličinom projekcije vektora ubrzanja gravitacije G na smjer osa osetljivosti uređaja po analogiji sa (4.1.1): W = M (G e ) (4.3.1) Označavajući skalarni proizvod u (4.2.1) kao g i uzimajući u obzir moguće greške, dobijamo: W = M (8o + g + 5, g + 52 g2 + 83 g3 + 54 g4 + 55 g5 + .. .) (4.3.2) gdje je 5j koeficijent greške j-tog reda. Svaki član u zagradama jednačine (4.3.2) predstavlja grešku odgovarajućeg reda svedenu na ulaz. Podijeleći obje strane jednačine (4.2.2) modulom vektora ubrzanja gravitacije i faktorom razmjera M, dobijamo: A = Up + a + D, a + D2 a2 + D3 a3 + D4 a4 + D5 a5 + . .. (4.3 .3) gdje je A izlazni signal akcelerometra u bezdimenzionalnom obliku; a - ubrzanje mjereno akcelerometrom, prema G; Aj - bezdimenzionalni koeficijent greške j-tog stepena: Aj = 574) 1
Do koeficijent ima vizuelno fizičko značenje - jednak je uglu između vektora G i (G + 5o), ako pretpostavimo da su vektori G i 50 okomiti jedan na drugi. Stoga je ostale koeficijente A, pogodno predstaviti u kutnoj mjeri.
Kada se koristi ova tehnika, redoslijed razmatranih koeficijenata greške je teoretski neograničen, međutim, za većinu primjena dovoljno je uzeti u obzir greške ne veće od drugog reda. Dakle, modeli grešaka akcelerometara uključenih u trijadu imaju oblik: Ax = A0x + ax + D1x ax + D2x ax2 Ay = Dow + ay + A 1y ay + A2y ay2 (4.3.4) Az = A0z + az + Alz az + D2g az2 Greške u mjerenju vektora ubrzanja trijadom akcelerometara nisu u potpunosti određene sistemom (4.2.4). Za potpuni opis grešaka potrebno je uzeti u obzir i greške koje proizlaze iz mogućeg neslaganja realne orijentacije ose osjetljivosti svakog akcelerometra sa odgovarajućom osom nominalnog koordinatnog sistema trijade. 4.2.1. Razmotrimo model greške trijade akcelerometara u cjelini kao metar vektora ubrzanja.
Hrabrov, Sergej Vasiljevič
