СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 6/2016

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 40 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2016 β α малой дальности), тогда актуальным будет минимизация ССНС от запу- ска к запуску. Если ВОГ применяется в космических аппаратах с длительны- ми сроками активного существования, тогда задаётся ССНС в запуске. И в том и в другом случае ССНС опре- деляется как производная от системати- ческой составляющей нулевого сигна- ла (как среднеквадратическое отклоне- ние либо как абсолютное отклонение) и имеет её размерность. Поэтому ССНС логично определять до этапа ПСИ вме- сте с систематической составляющей нулевого сигнала. Отклонение углового положения осей чувствительности прибора. Основ- ным оптическим элементом ВОГ явля- ется волоконно-оптический контур, представляющий собой цилиндриче- ское основание с намотанным на него оптическим волокном – проводником электромагнитного излучения оптиче- ского диапазона. Данный волоконно-оптический кон- тур устанавливается в корпусе прибо- ра и образует оптическую основу одно- го из измерительных каналов. Измере- ние угловой скорости осуществляется относительно оси вращения контура, при этом сам контур при изготовлении может быть установлен в корпус с пере- косом (см. рис. 2). Перекосы возможны как из-за нало- жения допусков изготовления цилин- дрического основания катушки и поса- дочной основы корпуса прибора, так и из-за погрешностей самой установ- ки (степени соблюдения технологиче- ской дисциплины). В случае наличия таких отклонений прибор будет выдавать не угловую ско- рость своего вращения (а, следователь- но, и вращения объекта), а проекцию истинной скорости на реальную ось чувствительности. Расхождение будет тем больше, чем больше отклонение углового положения оси чувствительно- сти от оси системы координат объекта. Ясно, что реальные размеры цилин- дрических оснований, корпуса прибо- ра, степень соблюдения технологиче- ской дисциплины – параметры сугубо индивидуальные для каждого конкрет- ного прибора. Классический алгоритм определения отклонения углового положения вклю- чает определение отклонения осей по трём каналам при трёх значениях тем- пературы (максимальная, минимальная эксплуатационная и НКУ) и нахожде- ние среднего из них. Поэтому данный параметр должен определяться индивидуально, в про- цессе изготовления, и подтверждать- ся в ходе испытаний. Погрешность измерения угловой ско- рости. Датчик угловой скорости, пре- жде всего, предназначен для выдачи сигнала, пропорционального данной величине, и выдачи его потребителям. Вследствие объективных и субъектив- ных причин измерения производятся с некоторой неточностью, и их резуль- таты не совпадают с истинными зна- чениями угловой скорости. Точность измерения может быть оценена с помо- щью погрешностей, наиболее инфор- мативной из которых является относи- тельная погрешность. Заказчик датчика угловой скорости ожидает получить результатыопределе- ния угловой скорости с точностью «не хуже, чем…», иначе управляющие воздей- ствия на объект могут быть неадекват- ны внешним возмущениям. Вот эта точ- ность и характеризуется относительной погрешностью измерения, задаваемой разработчику в техническом задании. Погрешность измерения – интеграль- ный показатель работы прибора, его точности. Погрешности измерения, вызванные колебанием масштабного коэффициента, отклонением осей чув- ствительности от посадочной плоско- сти прибора, изменением систематиче- ской составляющей нулевого сигнала могут иметь «различные знаки» и взаим- но компенсироваться или складываться. Таким образом, каждый из описанных параметров ВОГ по отдельности может находиться в допуске, а на выходе при- бор может выдавать результат за преде- лами приемлемой точности. Погрешность измерения угловой скорости – конечный, самый объек- тивный показатель годности прибо- ра, когда результаты его измерений (то, что пойдёт далее в систему управления) сравниваются с истинной скоростью вращения, заданной с высокой точно- стью с помощью аттестованного (пове- ренного) устройства (в нашем случае – поворотной установкой). Ч АСТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВОГ ВОГ могут характеризоваться и дру- гими, частными параметрами, в зави- симости от области и условий приме- нения, конструктивных особенностей, требуемых характеристик точности. Магнитная чувствительность –изме- нение показанийВОГ вследствие воздей- ствия на него внешнегомагнитного поля со значениями, превышающими значе- ния магнитного поля Земли [2, 3]. Внешнее магнитное поле изменяет параметры электромагнитного излу- чения, проходящего через оптиче- ский контур ВОГ, поворачивая вектор его поляризации. Изменение направ- ления вектора поляризации оптово- локна происходит вследствие взаимо- действия электронов материала волок- на с внешним магнитным полем. При этом формируются дополнительные фазовые задержки распространения световых лучей, вносящие погрешно- сти в определение скорости вращения. Величина данных погрешностей пря- мо зависит от напряжённости, направ- ления действия магнитного поля и дли- ны пути светового луча (волоконного контура ВОГ). Таким образом, магнитная чувстви- тельность ВОГ определяется его кон- структивными особенностями и не зависит от сборки. Следовательно, испытания на магнитную чувствитель- ность целесообразно проводить на эта- пе периодических испытаний. Динамические характеристики – характеристики ВОГ как системы авто- матического управления во время пере- ходных процессов, то есть при измене- нии измеряемых параметров [4]. ВОГ – прибор, измеряющий угловую скорость вокруг осей чувствительности. При этом предполагается, что угловое ускорение, т.е. скорость изменения измеряемой скорости, отсутствует. Однако в реальных применениях, свя- занных с подвижными объектами, так практически никогда не происходит. Ведь уже для того, чтобы появилась ско- рость, которую будет измерять прибор, должно возникнуть угловое ускорение. Рис. 2. Реальная картина установки волоконного контура в приборе (в трёх проекциях)