Разработка методик и алгоритмов повышения точности первичных преобразователей поворотных установок для измерения углов и угловых скоростей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.05, кандидат наук Ермаков Роман Вячеславович

• Ермаков Роман Вячеславович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Ермаков Роман Вячеславович

Введение

Глава 1. Анализ принципов построения стендов для воспроизведения и измерения плоских углов и угловых скоростей и технических характеристик существующих стендов

1.1 Методы измерения угла

1.2 Анализ схемотехнических решений углоизмерительных стендов

1.2.1 Высокоточные гониометрические системы

1.2.2 Гониометрические системы с оптическим датчиком угла

1.2.3 Гониометрические системы на основе кольцевого лазера

1.2.4 Конструкция и схемотехническое решение углоизмерительного стенда, использовавшегося в работе при проведении экспериментов

1.2.5 Обобщённые технические требования к прецизионным углоизмерительным стендам

1.3 Анализ схемотехнических решений стендов для точного воспроизведения и измерения угловых скоростей

1.3.1 Функциональные схемы некоторых стендов с инерциальными чувствительными элементами в качестве первичных преобразователей

1.3.2 Обобщённые технические требования к прецизионным стендам для воспроизведения угловых скоростей

1.4 Обобщённая схема стенда для воспроизведения плоских углов и

угловых скоростей

Выводы по первой главе

Глава 2. Анализ погрешностей первичных преобразователей

2.1 Погрешность оценки угловой скорости по показаниям датчика угловой скорости

2.2 Погрешность оценки угловой скорости, полученной при помощи тангенциального датчика линейного ускорения

2.3 Погрешность оценки угловой скорости, полученной при помощи центростремительного датчика линейного ускорения

2.4 Модель погрешностей датчика угла

2.4.1 Модель погрешности градуировки

2.4.2 Модель ошибки интерполяции

2.4.3 Модель погрешности оптического датчика угла после установки в систему пользователя

2.4.4 Анализ погрешностей, вносимых средствами поверки

2.4.5 Полигауссовская модель погрешности оптического датчика угла

2.5 Погрешность оценки угловой скорости по показаниям датчика угла... 73 Выводы по второй главе

Глава 3. Оптимальное оценивание угловой скорости поворотной платформы стенда по совокупности показаний входящих в его состав первичных преобразователей

3.1 Оценка максимального правдоподобия угловой скорости по показаниям датчика угловых скоростей

3.2 Оценка максимального правдоподобия угловой скорости по показаниям датчиков тангенциального и центростремительного ускорений

3.3 Оценка максимального правдоподобия угловой скорости по показаниям датчика угла

3.4 Методика оценки масштабных коэффициентов первичных преобразователей

3.5 Методика определения угловой скорости платформы поворотного

стенда

3.6. Обоснование выбора выражения для результирующей оценки угловой

скорости по показаниям датчиков стенда

Выводы по третьей главе

Глава 4. Результаты экспериментальных исследований и моделирования

4.1 Исследования погрешностей бесконтактного оптического датчика

угла

4.1.1 Описание методики эксперимента

4.1.2 Результаты измерений погрешности оптического датчика угла в нормальных условиях

4.1.2 Результаты измерений погрешности оптического датчика угла при нагружении поворотного стола

4.1.3 Исследование линейности передаточной характеристики интерполятора оптического бесконтактного датчика угла

4.2 Подтверждение гипотезы о полигауссовском характере распределения погрешности оптического датчика угла

4.3 Сравнение результатов калибровки бесконтактного оптического датчика угла с использованием различных методик

4.4 Результаты моделирования работы стенда для задания угловых

скоростей

Выводы по главе

Заключение

Список литературы

Приложение 1. Обзор существующих поворотных стендов для воспроизведения и

измерения плоских углов

Технические характеристики

Приложение 2. Обзор существующих поворотных стендов для воспроизведения и

измерения угловых скоростей

Приложение

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методик и алгоритмов повышения точности первичных преобразователей поворотных установок для измерения углов и угловых скоростей»

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Высокоточные измерения плоских углов и угловых скоростей используются в самых различных областях науки и техники: астрономии, геодезии, при изготовлении прецизионных механических изделий, для построения инерциальных навигационных систем (ИНС). В процессе изготовления и контроля параметров датчиков, входящих в состав ИНС, большое значение имеет точность измерения, как плоского угла, так и угловой скорости. Для испытания подобных датчиков применяют специально разработанные углозадающие и/или поворотные стенды, задающие плоские углы и осуществляющие вращение с постоянной или изменяющейся по заданному закону угловой скоростью. Для контроля плоского угла и угловой скорости в системах управления поворотными стендами применяются первичные преобразователи -датчики угла и угловой скорости. Учитывая вышеизложенное, разработка научных подходов, методов, алгоритмов и программ, обеспечивающих надежность, контроль и диагностику функционирования первичных преобразователей данного типа имеет большое практическое значение.

Диссертационная работа посвящена оценке величины погрешностей бесконтактного оптического датчика угла и их влияния на характеристики прецизионных поворотных стендов, а также разработке принципиально новых методов анализа систематической составляющей погрешностей первичных преобразователей угла, позволяющих улучшить точностные характеристики данных стендов. В связи со сказанным выше, выбранная тема исследования является актуальной.

Степень проработанности темы. В настоящее время в качестве первичных преобразователей угла в поворотных стендах для точного задания плоских углов и угловых скоростей применяются датчики индукционного и оптического типа.

Последние приобретают всё большее распространение. Анализу погрешностей датчиков данного типа посвящены работы М.Ю. Агапова, Е.Д. Бохмана, С.В. Гордеева, Е.М. Иващенко, М.Д. Кудрявцева [67], П.А. Павлова [57] и др. в нашей стране и A. Just [42], M. Krause [43], R. Probst [49] и др. за рубежом. Большинство авторов полагают закон распределения погрешностей оптического датчика угла нормальным.

Поворотные стенды для точного задания угловых скоростей строятся, как правило, на основе датчика плоского угла. Основным недостатком подобной схемы является невозможность точного задания малых угловых скоростей: порядка единиц - десятых долей градуса в час. Альтернативным решением для задания угловых скоростей, лишенным указанного недостатка, является использование в качестве первичного преобразователя инерциального чувствительного элемента: датчика угловой скорости или линейного ускорения. Подобные устройства рассмотрены в работах Д.М. Калихмана [62-65], Е.П.Кривцова, В.Н.Кудрявцева [67] А.Е.Синельникова [79, 80], А.А. Янковского [83] и др. в нашей стране и R. Probst [48], T. Watanabe [53] и др. за рубежом. При этом не рассматривались вопросы оптимального в смысле достижения максимальной точности оценивания угловой скорости и угла разворота стенда, как по показаниям отдельных датчиков, так и их совокупности с учетом информации с отдельных первичных преобразователей.

Целью диссертационной работы является повышение точности задания и измерения плоских углов и угловых скоростей прецизионными поворотными стендами с инерциальными чувствительными элементами и оптическими датчиками угла в качестве первичных преобразователей путём разработки математических моделей погрешностей указанных первичных преобразователей, учитывающих реальные их распределения, методик и алгоритмов обработки информации, производящих оптимальную в смысле минимума среднего квадрата ошибки оценку параметров данных моделей с учетом информации со всех первичных преобразователей, а также статистических свойств их погрешностей.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1) построение математических моделей погрешностей первичных преобразователей, проведение их системного анализа и определение законов распределения;

2) разработка методики и алгоритмов оптимального оценивания погрешностей первичных преобразователей, на основе метода максимального правдоподобия (ММП);

3) оценка влияния неопределенности измерений первичных преобразователей на точность оценивания параметров движения стенда в зависимости от его режима эксплуатации;

4) разработка методики оптимального оценивания параметров движения стенда в смысле минимума среднего квадрата ошибки по показаниям совокупности отдельных первичных преобразователей;

5) подтверждение полученных теоретических результатов экспериментальными исследованиями на макетных образцах стендов.

Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:

1) Получены математические модели погрешностей первичных преобразователей (датчиков) поворотного стенда, позволившие определить законы распределения указанных погрешностей, отличающиеся учетом негауссовского характера этих погрешностей, что дало возможность повысить точность оценивания параметров движения прецизионных поворотных стендов.

2) На основе полигауссовской модели распределения впервые получен закон распределения погрешностей оптического датчика угла по экспериментальным данным, что позволило подтвердить гипотезу о несоответствии распределения погрешностей оптического датчика угла нормальному закону и существенно повысить точность оценивания систематической составляющей его погрешностей.

3) На основе полученных моделей погрешностей первичных преобразователей (датчиков) угловой скорости, тангенциального и центростремительного ускорений впервые получены законы распределения их погрешностей, что позволило разработать новую методику повышенной точности оценки параметров этих моделей по методу максимального правдоподобия (ММП).

4) Разработана оптимальная в смысле минимума квадрата погрешности методика и алгоритмы оценивания параметров движения прецизионных стендов для вторичного преобразователя на основе метода максимального правдоподобия и учета относительной точности используемых первичных преобразователей путем учета весовых коэффициентов оценок, задаваемых путем изучения статистических свойств каждого из применяемых первичных преобразователей (датчиков), что позволило повысить точность измерения.

Работа соответствует паспорту научной специальности 05.13.05

«Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления»: пункты 2 - 4.

Методы исследования. В диссертационном исследовании, опирающемся на известные фундаментальные физические законы, использованы методы теории вероятностей и математической статистики, вычислительной математики, имитационного моделирования и обработки экспериментальных данных.

Объект и предмет исследования. Объектом являются широкодиапазонные стенды с цифровыми адаптивными системами управления, в которых в качестве первичных преобразователей используются прецизионные измерители угловых скоростей и кажущихся ускорений, а также оптический датчик угла. Предметом исследования являются модели погрешностей первичных преобразователей, входящих в состав стендов, методики оценки и уменьшения неопределенности измерений, производимых прецизионными стендами, исследования путей повышения точности и стабильности задаваемых стендами угловых скоростей и углов поворота.

Достоверность результатов подтверждается корректностью применяемых уравнений первичных преобразователей, методов математической статистики, а также соответствием полученных математических моделей погрешностей экспериментальным данным, в том числе, полученных математическим моделированием.

Научная и практическая значимость работы заключается в следующем:

Предлагаемая работа может служить методологической основой для повышения точности задания углов и угловых скоростей прецизионных поворотных стендов, использующих в качестве источников первичной информации своих систем управления датчики различной физической природы, в частности первичные преобразователи угла, угловой скорости и линейных ускорений.

В работе впервые получены распределения погрешностей первичных преобразователей угла, угловой скорости, тангенциального и центростремительного ускорений и показано, что они не подчиняются нормальному закону. Учет негауссовского характера распределения погрешностей позволил повысить точность оценивания угловой скорости углозадающего стенда путем обработки полученных опытных данных по методу максимального правдоподобия.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

1) повышена точность задания и измерения плоских углов, угловых скоростей и кажущихся ускорений (на 25-30%) в прецизионных стендах за счет применения алгоритма оценивания параметров движения стенда, основанного на ММП;

2) уменьшены в три раза систематические составляющие погрешностей оптического датчика угла за счёт разработанной методики их компенсации на основе разработанной математической модели погрешностей оптического датчика угла;

3) разработана методика компенсации систематической составляющей погрешностей входящих в состав стенда первичных преобразователей на основе разработанных математических моделей погрешностей;

4) разработано программно-математическое обеспечение, реализующее математические модели погрешностей прецизионных стендов и алгоритмы оценивания параметров движения;

5) расширены функциональные возможности поворотных стендов для задания и измерения угловых скоростей, за счёт увеличения диапазона задаваемых стендом угловых скоростей, что стало возможным, благодаря использованию алгоритма оценивания параметров движения, основанного на ММП, и проведению процесса оценивания в автоматическом режиме.

Основные результаты работы, выносимые на защиту:

1) Математические модели погрешностей первичных преобразователей -датчиков угла, угловой скорости, тангенциального и центростремительного ускорений, отличающиеся учетом их негауссовским характером и позволившие учитывать в процессе обработки информацию с данных датчиков с соответствующими весами при оценивании параметров движения прецизионных стендов.

2) Закон распределения погрешностей оптического датчика угла, полученный на основе экспериментальных данных путем его аппроксимации полигауссовской моделью и позволивший существенно повысить точность оценивания систематических составляющих этих погрешностей.

3) Оптимальные в смысле минимума среднего квадрата погрешности методики и алгоритмы оценивания параметров движения прецизионных стендов для вторичного преобразователя, основанные на методе максимального правдоподобия.

4) Методика компенсации систематической составляющей погрешностей входящих в состав стенда первичных преобразователей на основе разработанных математических моделей погрешностей;

5) Программно-математическое обеспечение, реализующее математические модели погрешностей прецизионных стендов и алгоритмы оценивания параметров распределения погрешностей используемых датчиков и параметров движения стенда.

6) Расширение функциональных возможностей поворотных стендов для задания и измерения угловых скоростей, за счёт увеличения диапазона задаваемых стендом угловых скоростей, что стало возможным, благодаря использованию алгоритма оценивания параметров движения, основанного на ММП, и проведению процесса оценивания в автоматическом режиме.

Реализация и внедрение. Предложенные в работе алгоритмы и методики использованы в серийно производимом прецизионном цифровом поворотном столе СПЦ-383, а также экспериментальном поворотном широкодиапазонном стенде для задания угловых скоростей на филиале ФГУП «НПЦ АП» - «ПО «Корпус» (г. Саратов), где предложенная математическая модель погрешностей оптического датчика угла и алгоритм оптимального оценивания параметров движения платформы (для широкодиапазонного стенда) используются в программно-математическом обеспечении этих изделий, что подтверждается соответствующими актами внедрения.

Результаты работы стали основой для выполнения НИР в рамках проектной части государственного задания Минобрнауки РФ в сфере научной деятельности - задание № 9.2108.2017/ПЧ «Разработка и экспериментальная отработка теоретических основ применения комплексов с беспилотными летательными аппаратами вертолетного типа взлетной массой до 500 кг при выполнении поисково-спасательных операций на воде».

Апробация результатов. Основные результаты работы обсуждались и докладывались на 15-й - 17-й и 20-й - 23-й Международных конференциях по интегрированным навигационным системам (ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», Санкт-Петербург, 2007-2016 гг.), XI Всероссийском Съезде по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики 2015 г., 3-й

и 4-й международных научных конференциях «Проблемы управления, обработки и передачи информации» (СГТУ, Саратов, 2013, 2015), 28-й и 29-й международных конференциях «Математические методы в технике и технологиях» (2015, 2016 гг.), 7-й научно-технической конференции «Мехатроника, автоматизация и управление» - Санкт-Петербург, 2010 г., молодежных конференциях «Новые материалы и технологии в ракетно-космической и авиационной технике» (2012, 2013 гг.), 12-й конференции молодых ученых «Навигация и управление движением», Санкт-Петербург, 2010.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 32 печатные работы, в том числе 7 в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 11 работ в изданиях, входящих в базу Scopus, 2 публикации без соавторов и 4 патента РФ на изобретения.

Личный вклад автора в этих работах состоит в: разработке математической модели погрешностей бесконтактного оптического датчика угла; формировании математических моделей стендов, содержащих в качестве датчика угла бесконтактный оптический датчик; проведении экспериментального исследования погрешностей прецизионных стендов, анализе их результатов; разработке методик устранения систематической составляющей погрешностей бесконтактного оптического датчика угла; разработке программного обеспечения, реализующего математические модели стендов с бесконтактным оптическим датчиком угла; разработке математического обеспечения, производящего компенсацию систематической составляющей погрешности датчика угла в прецизионных стендах.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и приложений. Основная часть диссертации изложена на 130 печатных страницах машинописного текста, содержит 38 рисунков и 6 таблиц. Список литературы включает 83 наименования.

Содержание работы

Первая глава диссертации посвящена анализу состояния современного испытательного оборудования, предназначенного для измерения плоских углов и угловых скоростей. Проанализированы основные технические характеристики отечественных и зарубежных углоизмерительных стендов и поворотных стендов для измерения угловых скоростей, показаны их основные недостатки. На основе анализа недостатков рассмотренных стендов делается вывод о необходимости использования в поворотных стендах в качестве первичных преобразователей помимо датчика угла также инерциальных чувствительных элементов.

Вторая глава посвящена построению математических моделей погрешностей измерения угла и угловой скорости первичными преобразователями: оптическим датчиком угла, датчиком угловой скорости, тангенциального и центростремительного ускорений, - в предлагаемых конструкциях углоизмерительного стенда и стенда для испытаний прецизионных измерителей угловых скоростей с цифровой системой управления. По результатам анализа выражений для оценок угла и угловой скорости по показаниям каждого из датчиков делается вывод о негауссовом характере распределения погрешностей данных оценок. Приводятся выражения для распределений погрешностей оценок угла и угловой скорости по показаниям каждого из датчиков. Найденные выражения оценки угловой скорости по показаниям датчиков и плотности распределения погрешностей этих оценок в дальнейшем используются для нахождения ММП оценки угловой скорости стенда.

Третья глава диссертации посвящена разработке методики оценки угловой скорости и её погрешности. Для каждого из датчиков построены функции правдоподобия и найдены их максимумы. Предложена методика уточнения неизвестных масштабных коэффициентов датчиков. Построено выражение для

оценки угловой скорости по совокупности оценок, полученных по результатам измерений отдельных датчиков.

В четвёртой главе диссертации приводятся результаты математического моделирования погрешностей стендов, описанных в предыдущих главах, а также проводится сопоставление результатов математического моделирования и экспериментальных исследований. Приводятся результаты сравнения погрешностей оценки угловой скорости поворотной платформы стенда различными способами. Показывается преимущество предлагаемого метода оценки по ММП перед другими рассматриваемыми методами. Приводятся результаты измерений погрешности оптических датчиков угла, проведенных во ВНИИМ им. Д.И. Менделеева (г. Санкт-Петербург) по общепринятой методике с применением автоколлиматора и эталонной призмы. Для подтверждения гипотезы о несоответствии распределения погрешности исследованного образца оптического датчика угла нормальному закону распределения для данных, соответствующих отдельным граням призмы, вычисляются значения критерия Пирсона (х2). Показывается, что гипотеза о том, что погрешности исследованного образца оптического датчика угла распределены по нормальному закону не подтверждается. Показывается, что использование полигауссовского распределения позволяет снизить величину критерия согласия ниже критического значения для всех углов.

В заключении приводятся основные результаты работы.

Глава 1. Анализ принципов построения стендов для

воспроизведения и измерения плоских углов и угловых скоростей и технических характеристик существующих стендов

Настоящая работа посвящена исследованию погрешностей одноосных стендов для воспроизведения плоских углов и угловых скоростей. Управляемые стенды, применяемые для исследования гироскопических приборов, должны иметь на порядок более высокую точность, чем у испытуемых приборов, а также режимы контроля, адекватные условиям эксплуатации, что должно способствовать выявлению истинных значений достигаемых технических характеристик. Испытания инерциальных датчиков и блоков на их основе с использованием в качестве задающего воздействия проекции угловой скорости вращения Земли не всегда позволяют получить желаемый результат. Они дают только одно значение угловой скорости, а для оценки погрешности масштабного коэффициента, составляющей у прецизионных датчиков угловых скоростей тысячные-десятитысячные доли процента, необходимы десятки значений измеряемой величины. Задание динамических воздействий в подобных установках не представляется осуществимым.

Поскольку угловая скорость является производной физической величиной, для построения эталонных стендов воспроизведения угловых скоростей необходимо точное измерение основных единиц: времени и плоского угла. В настоящий момент время является наиболее точно измеряемой физической величиной. Вопрос измерения временных интервалов хорошо изучен и, поэтому, остаётся за рамками настоящей работы. Измерение плоских углов представляет собой отдельную практическую задачу, востребованную в геодезии, машиностроении, приборостроении, навигации и большом количестве других областей науки и техники. Ввиду того, что большинство современных серийно изготавливаемых стендов для воспроизведения плоских углов и угловых

скоростей строятся на базе высокоточного датчика угла, необходимо кратко остановиться на существующих методах измерения плоских углов.

1.1 Методы измерения угла

Методы и средства для высокоточного измерения плоского угла могут быть классифицированы по широкому кругу признаков, которые выбираются в зависимости от схемотехнических решений углоизмерительного стенда или способа его использования.

В предлагаемой работе методы измерения углов классифицируются по принципу построения угловой шкалы. Существуют следующие два основных метода [52]:

1. Гониометрический;

2. Тригонометрический.

Помимо указанных методов еще выделяется комбинированный метод измерения угла [82], сочетающий гониометрический и тригонометрический методы. Аналогичная классификация приводится в работе [54], где методы делятся на линейные и круговые по виду рабочей меры прибора.

Гониометрический метод основан на естественном эталоне плоского угла: 2п радиан. Очевидно, что сумма действительных значений смежных центральных углов составляет 2п радиан и суммарная погрешность на полном круге равна нулю. При измерении углов с помощью гониометрического метода измеряемый угол сравнивается с точно градуированной круговой шкалой (лимбом), которая получается при разбиении естественного эталона угла 2п радиан на равные интервалы. Для сравнения со шкалой необходимо устройство, считывающее угловые положения, в качестве которого может служить, например, автоколлиматор.

Гониометрическими методами можно измерять углы в диапазоне 0-360°. Погрешность современных установок, основанных на данном принципе, составляет сотые доли угловой секунды и менее.

Средства измерения, построенные по гониометрическому принципу, можно классифицировать по способу построения «круговой шкалы» [82], которая может представлять собой:

- штриховой лимб;

- растр (кодовый диск);

- механические зубчатые диски;

- электрический преобразователь;

- кольцевой лазер.

Разрешение средств со штриховыми лимбами ранее было ограничено характеристиками круговых делительных машин. Сейчас предпочтение отдаётся фотолитографическим методам нанесения штрихов. Растры могут быть выполнены прозрачными, с чередующимся прозрачными и непрозрачными участками и отражательными с зеркально отражающими и поглощающими (или рассеивающими) участками.

Некоторые гониометрические системы используют голографические дифракционные круговые шкалы, которые используют интерференционный метод деления круга, чем обеспечивается высокая производительность их изготовления.

Различают растры (кодовые диски) и штриховые лимбы. Первые содержат несколько «дорожек» с пропускающими свет (или отражающими) и поглощающими элементами. Угловое положение определяет комбинация данных элементов. У вторых прозрачные и непрозрачные элементы расположены через равные угловые промежутки.

Углоизмерительные средства в качестве рабочей меры угла, имеющие штриховые лимбы и растры, в литературе именуют как фотоэлектрические измерительные преобразователи угла, датчики углового положения, энкодеры (encoder - кодирующее устройство) или оптические датчики угла. Энкодеры делятся на инкрементные и абсолютные. Далее в работе указанное средство измерения будет обозначаться как «оптический датчик угла».

Электромеханические преобразователи угла используют различные физические принципы для преобразования измеряемого угла в электрический сигнал. К данным преобразователям относятся, например, вращающиеся трансформаторы, индукционные датчики угла, фазовые преобразователи угла с вращающимся модулятором и т.д. Наилучшие точностные характеристики в данном классе устройств имеют приборы с вращающимся модулятором. Их точностные характеристики могут достигать единиц - десятых долей угловой секунды.

Известно большое количество углоизмерительных систем, построенных на свойствах лазера с кольцевым резонатором [57]. Подобные системы основаны на чувствительности кольцевых лазеров к угловым перемещениям и возможности получения информации о величине угла разворота кольцевого лазера за время наблюдения. Во время вращения кольцевого лазера в его резонаторе образуется структура электромагнитных волн, являющаяся равномерной угловой шкалой с очень высоким разрешением [83].

Тригонометрический метод угловых измерений основывается на измерении длин двух сторон прямоугольного треугольника. Углоизмерительные средства, основанные на тригонометрическом методе можно разделить на [82]:

• синусные;

• тангенсные;

• интерференционные;

• автоколлимационные.

Автоколлимационные методы измерения угла также являются тригонометрическими. Уравнение измерения данного метода имеет вид:

где 0 - угол поворота автоколлиматора; d - смещение отраженного автоколлимационного изображения; I - фокусное расстояние объектива.

Наряду с указанными выше выделяется метод, использующий временную меру, называемый времяимпульсным методом преобразования углов [54]. Однако использование данного метода для измерения углов с точностями в десятые-сотые доли угловой секунды затруднено сложностью обеспечения требуемой величины относительной нестабильности угловой скорости вращения, которая в данном случае должна составлять 10-6 %.

1.2 Анализ схемотехнических решений углоизмерительных стендов

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ермаков Роман Вячеславович, 2017 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

39.Bournashev, M.N. Reproduction of plane angle unit in dynamic mode by means of ring laser and holographic optical encoder / M.N. Bournashev, Y.V. Filatov, D.P. Loukianov, et al. // Proceedings of 2-nd EUSPEN internatioinal conference, Turin, Italy, 2001. Turin, 2001. P. 322-325.

40. Angle. Equipment and procedures [Электронный ресурс] // Federal Office of Metrology METAS. URL: https ://www. metas. ch/metas/en/home /fabe/laenge/angle.html (дата обращения 02.02.2017)

41.Havlicsek, H.S. Improving real-time communication between host and motion system in a HWIL simulation / H.S. Havlicsek, L. Zana // SPIE Defense and Security Symposium, Acutronic, USA, Pittsburgh, 2004.

42. Just, A. Comparision of angle standarts with the aid of a high-resolution angle encoder / A. Just, M. Krause, R. Probst at al. // Precision Engineering. 2009. Vol. 3(10). P. 530-533.

43. Krause, M. Angle metrology at the PTB: current status and developments / M. Krause, A. Just, R.D. Geckeler, H. Bosse // Proceeding of the 9-th ISMTII, Saint-Petersburg, Russia, 2009. Saint-Petersburg, 2009.

44.Laboratoire national de metrologie et d'essais [Электронный ресурс] URL: http://www.lne.eu (дата обращения 26.01.2017 )

45.Lauryna Siaudinyte. Research and development of methods and instrumentation for the calibration of vertical angle measuring systems of geodetic

instruments: doctoral dissertation, technological sciences, measurement engineering / Vilnius Gediminas Technical University, 2014, 134 p.

46.Masuda, T. High accuracy calibration system for angular encoders / T. Masuda, M. Kajitani // J. of robotics and mechatronics. 1993. Vol. 5(5). P. 448452.

47.Mokros, J. Kruhovy laser a mereni uhlu / J. Mokros, K.X. Vu // Jemna Mechanica a Optika. 1993. №9 (203). P. 203-205.

48. Probst, R. The new PTB angle comparator / R. Probst, R. Wittekopf, M. Krause, et al. // Measurement Science and Technology. 1998. №9. P. 1059-1066.

49.Probst, R. Six Nanoradian in 2n Radian - A Primary Standard for Angle Measurment / R. Probst, M. Krause // Proceeding of the 2-nd international Euspen conference, Turin, Italy, 2001.Turin, 2001. P. 327-329;

50.RESR Accuracy Guide L-9517-4531-02-A [Электронный ресурс] // Renishaw: повышая эффективность в промышленности и здравоохранении. URL: http://www.renishaw.ru (дата обращения 06.04.2017)

51. Signum SR, Si encoder system Accuracy Guide L-9517-9155-03 [Электронный ресурс] // Renishaw: повышая эффективность в промышленности и здравоохранении. URL: http://www.renishaw.ru (дата обращения 06.04.2017)

52. Sim, P.J. // Modern Techiques in Metrology. Singapore: World Scientific, 1984. P. 102-121.

53.Watanabe, T. Automatic high precision calibration system for angle encoder / T. Watanabe, et al. // Proceeding of SPIE. 2001. Vol. 4401. Pt. 1. P. 267-274; 2003. Vol. 5190. Pt. 2. P. 400-409.

54.Аникст, Д. А. Высокоточные угловые измерения / Д. А. Аникст, К. М. Константинович, И. В. Меськин [и др.]; под ред. Ю. Г. Якушенкова. М.: Машиностроение, 1987. 480 с.

55.Блантер, Б.Э. Состояние и перспективы создания средств передачи размера единицы плоского угла, угловой скорости и ускорения на основе кольцевых лазеров / Б.Э. Блантер, Е.П. Кривцов, Д.П. Лукьянов, А.Е.

Синельников, Ю.В. Филатов, Ю.Н. Шестопалов // Измерительная техника,

1984. №7.

56.Блантер, Б.Э. Государственный специальный эталон единиц длины, скорости и ускорения при колебательном движении твердого тела в диапазоне частот 0,5-104 Гц / Б.Э. Блантер, А.Ф. Бордиловский, А.Е. Синельников, В.С. Шкаликов // Измерительная техника, 1975. №10.

57.Бурнашев, М.Н. Развитие методов и средств лазерной динамической гониометрии / М.Н. Бурнашев, Д.П. Лукьянов, П.А. Павлов, Ю.В. Филатов // Квантовая электроника, 2000. Т. 30, №2. С. 141-146.

58.Вучков, И.Н., Бояджиева Л.Н., Солаков Е.Б. Прикладной линейный регрессионный анализ. - М.: Финансы и статистика, 1987. - 239 с.

59.Гилл Ф., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация. - М.: Мир,

1985. - 509 с.

60.Депутатова, Е.А.. Прецизионный стенд с датчиком угловой скорости в качестве инерциального чувствительного элемента и двухконтурной цифровой системой управления / Е.А Депутатова [и др.] // Авиационная промышленность, 2010. №1. С. 43-49.

61.Евстафьев, Е.Н. Методы и устройства оптической голографии // Е.Н. Евстафьев, П. А. Павлов, Д.П. Лукьянов и др.: сб. -Л.: ЛИЯФ, 1984.

62.Калихман, Д.М. Прецизионные управляемые стенды для динамических испытаний гироскопических приборов / Под общ ред. акад. В.Г. Пешехонова СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 2008. 296 с. ISBN 5-900780-82-5.

63.Калихман, Д.М. Прецизионный стенд с гироскопическим датчиком угловой скорости в качестве инерциального чувствительного элемента с цифровой системой управления. / Д.М. Калихман, Л.Я. Калихман, Ю.В. Садомцев [и др.] // Сборник материалов XV Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб.: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2008. С. 169-172.

64. Калихман, Д.М. Прецизионный широкодиапазонный стенд с инерциальными чувствительными элементами и цифровой системой

управления. / Д.М. Калихман, Л.Я.Калихман, Ю.В. Садомцев, [и др.] // Сборник материалов XVI Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб.: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2009. С. 48-53.

65. Калихман, Д.М. Универсальный стенд с цифровой системой управления для контроля измерителей угловой скорости различного принципа действия / Д.М. Калихман, Л.Я. Калихман, Ю.В. Садомцев, А.В. Полушкин, Р.В. Ермаков, Е.А. Депутатова, С.Ф. Нахов, Е.А. Измайлов, А.В. Молчанов, М.В. Чиркин // Сборник материалов XVII Санкт-Петербургская международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб.: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2010. С. 147-154.

66. Кирьянов, В.П. Анализ современных технологий синтеза углоизмерительных структур для высокоточных угловых измерений (Аналитический обзор) / В.П. Кирьянов, А.В. Кирьянов, Д.Ю. Кручинин, О.Б. Яковлев // Оптический журнал, 2007. Том 74, №12. С. 40-49.

67.Кудрявцев, М.Д. Методы планирования и обработки результатов измерений плоского угла для градуировки прецизионных навигационных датчиков: диссертация на соискание степени кандидата технических наук / Федеральное государственное унитарное предприятие ЦНИИ «Электроприбор», 2009, 172

68.Линник, Ю.В. Метод наименьших квадратов и основы теории обработки наблюдений. - М.: ГИФМЛ, 1958. - 334 с.

69.Львов, П.А. Об одном методе решения задачи идентификации // Сб. трудов междун. научн. конф. «Проблемы управления, передачи и обработки информации», СГТУ, 2009. С. 83-85.

70. Львов, П.А. Полигауссовская аппроксимация области изменения параметров модели для решения задачи идентификации / П.А. Львов, О.В. Колесникова // Сб. трудов междун. научн. конф. «Проблемы управления, передачи и обработки информации», СГТУ, 2009. С. 85-89.

71.Львов, П.А. Разработка методов, алгоритмов и программ для СВЧ-преобразователей информации в системах управления техническими объектами: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Саратовский государственный технический университет. Саратов, 2011, 132 с.

72. Львов, П.А. Статистический метод решения нелинейных уравнений многополюсного рефлектометра и его применение для измерения расстояния до поверхности // Доклады Академии военных наук, 2007. № 1. С. 92.

73.Николаенко, А.Ю. Методика компенсации температурной погрешности интеллектуальных датчиков давления // А.Ю. Николаенко, А.А. Львов, П.А. Львов, Р.С. Коновалов, В.В. Хаустов // Вестник Саратовского государственного технического университета, 2014. Т. 4. № 1 (77). С. 154160.

74. Мироновский, Л. А., Слаев В. А. Алгоритмы оценивания результата трех измерений. — СПб.: «Профессионал», 2010. — 192 с.: ил.

75.Полушкин, А.В. Повышение точности позиционирования платформы прецизионного поворотного стола путем введения алгоритмов управления трением / А.В. Полушкин, Р.В. Ермаков, Н.А. Калдымов, С.Ф. Нахов, П.К. Плотников, Л.А. Лисицкий // Сборник материалов XXI Санкт-Петербургской Международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб.: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2014. С. 177-182.

76. Полушкин, А.В. Теоретико-экспериментальная модель неравномерности движения вала углоизмерительного поворотного стола и результат её использования для повышения точности калибровки навигационных приборов / А.В. Полушкин, Р.В. Ермаков, Н.А. Калдымов, С.Ф. Нахов, П.К. Плотников // Сборник материалов XXII Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб.: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2015. С. 353-359.

77. Полушкин, А.В. Алгоритмы, методика и практические результаты автоматизации проверки качества изготовления прецизионных поплавковых

маятниковых измерителей линейного ускорения / А.В. Полушкин, Р.В. Ермаков, Н.А. Калдымов, С.Ф. Нахов, А.В. Воронков, Р.А. Подругин, С.Ю. Виноградов // Сборник материалов XXI Санкт-Петербургской Международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб.: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2014. С. 163-170.

78.Северов, А.А. Алгоритм оценки параметров математических моделей линейных и нелинейных систем/ А.А. Северов, А.А Львов // Вестник Саратовского государственного технического университета, 2009. Т. 4. № 2 (43). С. 77-81.

79. Синельников, А.Е. Новый эталон России в области измерения низкочастотных параметров движения / А.Е. Синельников, В.Н. Кудрявцев, П.А. Павлов // Сборник материалов IX Санкт-Петербургской международной конференции по инерциальным навигационным системам. СПб.: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2002. С. 221-229.

80. Синельников, А.Е. Принципы построения нового комплексного эталона в области измерений низкочастотных параметров движения // Механика и навигация. СПб, 1999. С. 59-61.

81. Тихонов, В.И. Нелинейная фильтрация и квазикогерентный прием сигналов / В.И. Тихонов, Н.К. Кульман // М.: Советское Радио, 1975

82. Шестопалов, Ю.Н. Метрологическое обеспечение углометрии в машиностроении // Измерения, контроль, автоматизация, 1991. №2(78) С. 2026.

83.Янковский, А.А. Новый эталон единицы плоского угла для области обороны и безопасности государства. / А.А. Янковский, А.В. Плотников, К.Б. Савкин, И.В. Козак // Вестник метролога, 2012, №3. С.33-35

Приложение 1. Обзор существующих поворотных стендов для

воспроизведения и измерения плоских углов

В приложении приведены характеристики некоторых поворотных стендов для воспроизведения и измерения плоских углов.

№№ п/п Характеристика значение

1. Погрешность измерения угла, угл.с., в пределах не более ±0,5

2. Разрешающая способность, угл.с. 0,0127

3. Флуктуации при неподвижной планшайбе, угл.с., в пределах -

4. Скорость быстрого разворота (переброса) планшайбы, град./с 20

5. Скорость разворота планшайбы от шагового привода, град./с 0,694

6. Максимальная допустимая нагрузка на планшайбу, кг 20

7. Рабочее положение оси вращения планшайбы: +

- вертикальное, +

- горизонтальное

2. Установка

для воспроизведения постоянных линейных ускорении

«ЭУП-3»

Установка «ЭУП-3» предназначена для воспроизведения постоянных линейных ускорений, а так же углового позиционирования установочной площадки установки относительно местного горизонта.

Установка может быть использована для поверки, метрологической аттестации и калибровки средств измерений линейных ускорений и при проведении научных исследований.

Технические характеристики

Диапазон воспроизведения постоянного линейного ускорения, м/с2

Диапазон угловых перемещений установочной площадки, °

Предел допускаемого относительного значения среднего квадратического отклонения результата измерений при воспроизведении постоянного линейного ускорения (при 30 независимых измерений)

5*10 - 10* 0 - 360

1х10-7 - 1х10-1

Неисключенная относительная систематическая погрешность при воспроизведении постоянного линейного ускорения

Дискретность отсчета угла поворота установочной площадки, "

5х10-7 - 4х10-1 0,01

Погрешность измерения угла поворота установочной площадки относительно местного горизонта, ", не более

Габаритные размеры исследуемого прибора (вместе с установочным приспособлением), размещаемого на установочной площадке (длина х ширина х высота), мм, не более

Масса исследуемого прибора (вместе с установочным приспособлением), размещаемого на установочной площадке, кг, не более

Характеристики однофазного электропитания: -напряжение, В -частота, Гц

-мощность, кВт, не более

Габаритные размеры, мм, не более: электромеханическая система (Electromechanical System) блок управления (Control Unit)

Масса, кг, не более: электромеханическая система (Electromechanical System) блок управления (Control Unit)

0,1

50x80x50 2

220±22

50±1

0,5

673x520x510 471x451x192

140 8,5

1- жидкостный горизонт; 2- кольцо (шкала) преобразователя угловых перемещений; 3- установочная призма; 4- стол; 5- диск; 6- сферическая опора; 7- считывающая головка преобразователя угловых перемещений; 8- цифровой автоколлиматор; 9- привод ручной; 10- корпус червяка; 11- червяк; 12- корпус; 13- вал; 14- колесо червячное; 15- шаговый электродвигатель; 16- маховик ручного привода; 17- лимб; 18- регулируемая опора Рисунок 5. Электромеханическая система установки

3. 1-Осевой стенд с воздушными подшипниками модели AC1170-AB

Параметры

- Биение оси вращения < 0.5 угловой сек

- Диапазон скоростей вращения до ± 10'000 град/сек.

Характеристики прецизионных поворотных столов с диапазоном измерения ± 360°

Наименование, производитель Прибор ИЦДУ-2, ФГУП «НПЦАП» Измерительн ый поворотный стол ИПС - 0,5, Петербургски й институт ядерной физики РАН Углоизмерит ельный вычислитель ный комплекс УППУ-1, ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделее ва» Установка для воспроизведе ния постоянных линейных ускорений «ЭУП-3», ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделее ва» Одноосевой стенд вращения и позициониро вания АС1125, фирма «Аси1готс» (Швейцария) Одноосевой стенд с воздушными подшипника ми модели АС1170-АВ, фирма «Аси1готс» (Швейцария) Одноосевой поворотный стол 8Т-1112, фирма «Ас^уп 8у81еше8» (Франция) Цифровой поворотный стол СПЦ-383, филиал ФГУП «НПЦАП» -«ПО «Корпус»

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Назначение Для проверки преобразовател ей угла, акселерометров, гироблоков и других приборов систем управления с высокими точностными характеристика ми Для прецизионных измерений угла и угловых перемещений контрольного элемента, обработки и сохранения результатов измерений при работе, как в автономном режиме, так и с автоматизирова нными системами измерений угловых перемещений. Для аттестации и контроля высокоразрядн ых цифровых преобразовател ей и другого углоизмеритель ного оборудования в автоматическом режиме Для воспроизведе ния постоянных линейных ускорений, а так же углового позициониро вания установочно й площадки относительно местного горизонта Для испытаний датчиков углового перемещения, навигационны х приборов (гироскопы, акселерометр ы, инерциальные платформы) при воздействии на них угловой скорости, ускорения и поворота на фиксированны й угол Для изготовления, проверки во время производства, калибровки и окончательног о контроля инерциальных компонентов, сборок и МЭМС датчиков Для проверки и калибровки гироскопов, акселерометр ы и инерционные системы наведения. Для задания и измерение угловых положений в диапазоне от 0° до 360° в горизонтальн ой или вертикальной плоскостях

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Тип датчика угла Индукционн ый 2-х канальный Голографиче ский Голографиче ский Оптический Индукционн ый или оптический - - Оптический

Тип опор стола ш/п ш/п аэростатическ ая опора ш/п ш/п аэростатическ ая опора - подшипники скольжения

Погрешность позиционирова ния,..." Автомат. Режим ±5 - - - ±1 ±1 ±1 Автомат. Режим ± 1 Ручной режим ± 0,2

Погрешность измерения углов, ..." ±0,5 ±0,25 ±0,1 ±0,1 - - ±0,25 ±0,35

Биение оси 4 мкм 10 мкм - - 2" 0.33" ±1" ±0.3 мкм*

Максимальная нагрузка на планшайбу, кг 20 2 - - 454 100 40 50

Положение оси вращения Вертикально/ горизонтальн о Вертикально Вертикально Горизонталь но Вертикально Вертикально Вертикально Вертикально/ горизонтальн о

Привод Ручной и автоматическ ий Ручной и автоматическ ий* автоматическ ий Ручной и автоматическ ий автоматическ ий автоматическ ий автоматическ ий Ручной и автоматическ ий

Габариты, мм пов. стол электр. блок 363x267x116 260х180x65 490x370x370 1060x890x13 50 1295x490x42 0 673x520x510 471x451x192 905x500x500 - - 250x400x350 410x390x230

Масса, кг пов. стол электр. блок 50 1 - 420 35 140 8,5 - - - 75 15

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Стоимость Не производится - - - ~200 тыс. евро ~1 млн. евро ~200 тыс. евро 2,7 млн. руб

Регистрация в

Госреестре средств №44738-10 - - ГЭТ 94-2001 - - - №56458-14

измерений

Маленькая

масса

Сложная испытуемого Хорошее

Примечание механика (редуктор с люфтовыбира ющим устройством), прибора, изготовлен единичный образец, *- Эталон России Эталон России Высокая цена, только вертикальное положение оси Высокая цена, только вертикальное положение оси Высокая цена, только вертикальное положение оси сочетание цена/качеств о *- повторяемос

датчик угла не проверяемый двигатель ть радиальных

производится используется в качестве привода положений

Приложение 2. Обзор существующих поворотных стендов для

воспроизведения и измерения угловых скоростей

Зарубежные производители

Acutronic

Страна расположения США, Швейцария.

Официальный сайт http: //acutronic. com/ru/ .

В России это наиболее известная и популярная фирма, поставляющая

средства воспроизведения угловой скорости.

Диапазоны воспроизводимых угловых скоростей

Минимальная

воспроизводимая

угловая скорость

Разрешающая

способность

задания угловой

скорости

Погрешность

задания угловой

скорости

одноосные

двухосные

трехосные

от ±1000 до ±10000°/с

Внутренняя ось до ±2000°/с Внешняя ось до ±1000°/с

ось

Внутренняя до ±1000°/с Средняя ось до ±500°/с Внешняя ось до ±500°/с

не указывается, обычно принимается равной разрешению

для всех осей 0,0001 - 0,00001°/с Типичные значения:

0.0001% на 360° 0,01 - 0.001% на 10° 0,1 - 0.01% на 1° Разделение погрешности по диапазону воспроизводимых угловых скоростей не производится

Погрешность углового

позиционирования Частотный диапазон воспроизводимых угловых колебаний (по уровню 3 дБ)

от 1-2 до 15-20 угл.с.

30 - 200 Гц

Обе оси: от 11,5 до 10-15 угл.с. 30 - 50 Гц

Все оси: 4 - 5 угл.с.

Внутренняя ось 10 - 50 Гц Средняя ось 10 -

20 Гц

Внешняя ось 5 -

20 Гц

Диапазон задаваемых угловых ускорений

Стоимость

Срок поставки

Частотный диапазон воспроизводимых угловых колебаний (по уровню 3 дБ) Диапазон задаваемых угловых ускорений

Стоимость Срок поставки

до 100000°/с2

80 - 180 тыс. евро 6 - 15 мес. 70 Гц

до 70000°/с2

50 - 160 тыс. евро 6 - 12 мес.

Внутренняя ось до 5000°/с2 Внешняя ось до 500°/с2

~ 500 тыс. евро 12 - 18 мес. 70 Гц

Внутренняя ось до 10000°/с2 Внешняя ось до 1000°/с2

~ 500 тыс. евро 12 - 18 мес.

Внутренняя ось до 1500°/с2 Средняя ось до 1000°/с2

Внешняя ось до 500°/с2

от 800 тыс. евро

12 - 18 мес.

Все оси 70 - 80 Гц

Внутренняя ось до 2000°/с2 Средняя ось до 1000°/с2

Внешняя ось до 500°/с2

12 - 18 мес.

iMAR

Страна расположения Германия.

Официальный сайт http: //www. imar-navigation. de

Диапазоны воспроизводимых угловых скоростей

Минимальная

воспроизводимая

угловая скорость

Разрешающая

способность

задания угловой

скорости

одноосные до ±2000°/с

двухосные

трехосные

Внутренняя ось до ±1000°/с Внешняя ось до ±500°/с

Внутренняя ось до ±1000°/с Средняя ось до ±800°/с Внешняя ось до ±500°/с

не указывается, обычно принимается равной разрешению

для всех осей 0,00001°/с

Погрешность задания угловой скорости

Погрешность углового

позиционирования

Частотный

диапазон

воспроизводимых

угловых

колебаний (по

уровню 3 дБ)

Диапазон

задаваемых

угловых

ускорений

Стоимость Срок поставки

Типичные значения: 0.002% на 360°

Заявленная точность относится к установленной скорости от 1-2 до 10 Обе оси: 1-2 угл.с. угл.с.

0.0005% на 360°

70-80 Гц

до 30000°/с2

50 - 160 тыс. евро

6 - 12 мес.

Внутренняя ось до 30 Гц Внешняя ось до 15 Гц

Внутренняя ось до 2500°/с2 Внешняя ось до 500°/с2

Все оси: 1 угл.с.

Внутренняя ось до 30 Гц Средняя ось до 20 Гц

Внешняя ось до 20 Гц

Внутренняя ось до 2500°/с2 Средняя ось до 2500°/с2

Внешняя ось до 500°/с2

Шва! Лвтвт/М

Страна расположения США.

Официальный сайт http://www.ideal-aerosmith.com/

Диапазоны воспроизводимых угловых скоростей

Минимальная воспроизводимая угловая скорость

Разрешающая способность задания угловой скорости Погрешность задания угловой скорости

Погрешность углового

позиционирования

Частотный диапазон

воспроизводимых угловых колебаний

по уровню 3 дБ

Диапазон задаваемых угловых

Внутренняя ось до ±1000°/с

Средняя ось до ±500°/с

Внешняя ось до ±500°/с Все оси: 0.0005°/с

Все оси: 0.0005°/с

Типичные значения: 0.01% ±0.0005°/с на 360°

Все оси: 30 угл.с.

Все оси: 30 Гц

Внутренняя ось до 10000°/с

л

ускорений Средняя ось до 1000°/с

Внешняя ось до 200°/с2 Стоимость От 600 тыс $

Срок поставки Нет данных

¡ХМойоп ^иМег*)

Страна расположения Франция, США.

Официальный сайт http://www.wuilfert.com

Диапазоны воспроизводимых угловых скоростей Минимальная воспроизводимая угловая скорость

Разрешающая способность задания угловой скорости Погрешность задания угловой скорости

Погрешность углового

позиционирования

Частотный диапазон

воспроизводимых угловых колебаний

по уровню 3 дБ

Диапазон задаваемых угловых

ускорений

Стоимость

Срок поставки

до ±1500°/с до ±500°/с

Внутренняя ось Внешняя ось до 0,0001°/с

обычно принимается

разрешению

Обе оси: 0,0001°/с

равной

Типичные значения:

От 0,5 до 0,0005% на 360° Заявленная точность относится установленной скорости Обе оси: 2-10 угл.с.

к

Внутренняя ось Внешняя ось

Внутренняя ось Внешняя ось От 350 тыс. евро 12-15 мес

до 25 Гц до 15 Гц

до 1000°/с2 до 100°/с2

Aerotech Inc.

Страна расположения, США.

Официальный сайт www. aerotech. com

Одноосные повортные стенды серии ARMS, Aerotech Одноосные стенды

Максимальная воспроизводимая угловая скорость

Минимальная воспроизводимая угловая скорость Разрешающая способность задания углового положения Точность задания углового положения

Повторяемость углового положения

Погрешность угловой скорости

Диапазон задаваемых угловых ускорений Ширина полосы Нагрузка до

1500°/с

0,001°/с

0,02 -2 угл.с

±2.5 угл.с

±0.5 угл.с

0.0001% на 360° 0,005% на 10° 0,05% на 1° >20 000°/с2

> 70 Гц 230 кг

HEOS

Страна расположения, China (Mainland). Официальный сайт heos.en. alibaba. com

Трехосные стенды Диапазон угловой скорости

Разрешающая способность задания углового положения Точность задания углового положения

Повторяемость углового положения

Погрешность угловой скорости

Диапазон задаваемых угловых

ускорений

Частотный диапозон

Нагрузка до

Внутренняя ось 0,001 - 400°/с Внешняя ось 0,001 - 200°/с 0,36 угл.с

±3 угл.с

±2 угл.с

2x10-3(1°average) 5х10-4(10°average) 5х 10-5(360°average) Внутренняя ось 400°/с2 Внешняя ось 200°/с2 Внутренняя ось 10 Гц Внешняя ось 8 Гц 15кг

MOTION DYNAMIC

Страна расположения, Индия

Официальный сайт www. motiondynamic .com одноосные 100 кг

Нагрузка, макс.

Неортогональность

осей

Диапазоны воспроизводимых угловых скоростей

±1000°/с

Диапазоны воспроизводимых угловых ускорений

2500°/с2

Ширина полосы

> 50 Гц

двухосные трехосные

100 кг 30 кг

±<3 угл.с ±<5 угл.с

Внутренняя ось Внутренняя ось

±1000°/с ±1000°/с

Внешняя ось Средняя ось

±500°/с ±500°/с

Внешняя ось

±300°/с

Внутренняя ось Внутренняя ось

2500°/с2 ±15000°/ с2

Внешняя ось Средняя ось

2500°/с2 ±1500°/ с2

Внешняя ось

±300°/ с2

Внутренняя ось > Внутренняя ось

30 Гц > 60 Гц

Внешняя ось > 20 Средняя ось ось

144 Гц

Разрешающая

способность

задания

- угловой скорости; <0.2агсвес/в <0.2агсвес/в

- углового

позиционирования; <0.01агсБес <0.01агсБес

- углового

22

ускорения; <4 агсБес/Б <4 агсБес/Б

Погрешность

углового

позиционирования <2 угл.с ЯББ <2 угл.с ЯББ

Воспроизводимость

углового

позиционирования >±1 угл.с >±1 угл.с

Стабильность

задания угловой

скорости 0.0005% 0.0005%

> 20 Гц

Внешняя ось > 20 Гц

<1 агсБес/Б <0.04агсБес

2

<25 агсБес/Б <5 угл.с ЯББ >±1 угл.с 0.001%

Отечественные производители

ЗАО Инерциальные технологии «<Технокомплекса»

Официальный сайт - http://www.inertech.ru/

Двухосный наклонно-поворотный динамический стенд НПС-2М

Максимальная воспроизводимая угловая скорость Минимальная воспроизводимая угловая скорость Погрешность воспроизведения угловой скорости

Погрешность углового положения

- произвольного

- дискретного с шагом 11,25° Нагрузка

внешняя ось 300°/с внутренняя ось 500°/с ± 0,015°/с

0,003 % (<10 °/с)

0,03 % (осредненной на

обороте)

1'

10"

25 кг

ГосНИИАС

Официальный сайт - ЬШр: //www. gosniias.ru/

Диапазон углов поворота

Диапазоны угловых скоростей

Внутренняя ось до ±360°

Средняя ось до ±90°

Внешняя ось до ±120°

Внутренняя ось до ±180°/с

Средняя ось до ±150°/с

Внешняя ось до ±150°/с

Все оси: 0.0005°/с

угловой скорости

Погрешность задания угловой скорости

Типичные значения: 0.01% на 360°

Погрешность углового Все оси: 20 угл.с.

позиционирования

Частотный диапазон Все оси: до 10 Гц

воспроизводимых угловых колебаний по уровню 3 дБ

Диапазон задаваемых угловых Внутренняя ось до 2500°/с

ускорений Средняя ось до 1500°/с