Компенсация температурных погрешностей в компонентах компьютеризированных систем контроля ориентации объектов

Abstract

RU: Целью данной работы является применение метода компенсации температурных погрешностей в компонентах компьютеризированных систем контроля ориентации объектов для снижения температурного дрейфа первичных преобразователей акселерометра.

Методика. В работе проведено математическое моделирование инклинометрического преобразователя реализованного на основе блока двухосного акселерометра, учитывающий температурный дрейф первичных преобразователей блока акселерометра, аппроксимированный линейными функциями. Компенсация температурных погрешностей компонентов компьютеризованных систем ориентации осуществлялась по предварительно проведенным экспериментальным исследованиям первичных преобразователей акселерометра. При постоянном угле отклонения от вертикали определяются величины температурного дрейфа показаний первичных преобразователей, с последующим учетом их при определении искомых углов ориентации. Экспериментальные исследования проводились в термокамере создающей реальные температурные условия. Результаты. Разработана математическая модель двухосного блока акселерометра для инклинометра компьютеризированной системы контроля ориентации объектов. Математическая модель учитывает температурный дрейф первичных преобразователей, аппроксимированный линейными функциями. Предложена методика определения коэффициентов, описывающих закон температурного дрейфа первичных преобразователей с использованием экспериментальных данных. Результаты экспериментальных исследований показывают, что учет температурного дрейфа блока акселерометра в диапазоне изменения температур позволяют существенно снизить погрешность в измерении углов ориентации объектов.

Научная новизна. Получил дальнейшее развитие метод компенсации температурных погрешностей в компонентах компьютеризированных систем ориентации объектов, при обработке результатов измерений в эксплуатационных условиях, повышающий точность измерения угловых параметров пространственной ориентации.

Практическая значимость заключается в разработке математической модели, положенной в основу инклинометрических преобразователей реализованных на основе блока двухосного акселерометра для контроля пространственной ориентации объектов. Применение метода компенсации температурных погрешностей в компонентах компьютеризированных системах контроля ориентации объектов с микропроцессорной техникой позволит улучшить технические характеристики первичных преобразователей и повысить точность определения углов ориентации контролируемых объектов.

UK: Метою даної роботи є застосування методу компенсації температурних похибок в компонентах комп’ютеризованих систем контролю орієнтації об'єктів для зниження температурного дрейфу первинних перетворювачів акселерометра.

Методика. У роботі проведено математичне моделювання інклінометричного перетворювача реалізованого на основі блоку двовісного акселерометра, що враховує температурний дрейф первинних перетворювачів блоку акселерометра, апроксимований лінійними функціями. Компенсація температурних похибок компонентів комп’ютеризованих систем орієнтації здійснювалася по заздалегідь проведеним експериментальним дослідженням первинних перетворювачів акселерометра. При постійному куті відхилення від вертикалі визначалися величини температурного дрейфу свідчень первинних перетворювачів, з подальшим обліком їх при визначенні шуканих кутів орієнтації. Експериментальні дослідження проводилися в термокамері, яка створює реальні температурні умови.

Результати. Розроблена математична модель двовісного блоку акселерометра для інклінометра комп’ютеризованої системи контролю орієнтації об'єктів. Математична модель враховує температурний дрейф первинних перетворювачів, апроксимований лінійними функціями. Запропонована методика визначення коефіцієнтів, що описує закон температурного дрейфу первинних перетворювачів з використанням експериментальних даних. Результати експериментальних досліджень показали, що облік температурного дрейфу блоку акселерометра в діапазоні зміни температур дозволяють істотно знизити похибку у вимірюванні кутів орієнтації об'єктів.

Наукова новизна. Отримав подальший розвиток метод компенсації температурних похибок в компонентах комп’ютеризованих систем орієнтації об'єктів, при обробці результатів вимірювань в експлуатаційних умовах, що підвищує точність вимірювання кутових параметрів просторової орієнтації.

Практичне значення полягає в розробці математичної моделі, покладеної в основу інклінометричних перетворювачів реалізованих на основі блоку двовісного акселерометра для контролю просторової орієнтації об'єктів. Застосування методу компенсації температурних похибок в компонентах комп’ютеризованих систем контролю орієнтації об'єктів з мікропроцесорною технікою дозволить поліпшити технічні характеристики первинних перетворювачів і підвищити точність визначення кутів орієнтації контрольованих об'єктів.

EN: Purpose. The aim of the given work is the application of the method of compensation of temperature of errors of the given work for decreasing temperature drift of primary converter of accelerometer.

Methodology. The work investigated mathematical modelling of inclinometric converter realised on the base of the block of two-axial accelerometer, taking into account temperature drift of primary converters of the block of accelerometer approximated by linear functions. Compensation of temperature error components of computerised systems is completed according to previously experimental researches of primary converters of accelerometer. At deflection angle from a vertical such data are defined as temperature drift of primary converters with the following account of defining required angles of orientation. Experimental researches were held in a heat chamber making a real temperature conditions.

Findings. We have elaborated mathematical model of two-axial block of accelerometer for inclinometer of computerised system of control of objects orientation. Mathematical model takes into account temperature drift of primary converters approximated by linear functions. We have offered the methods of defining coefficients describing the law of temperature drift of primary converters using experimental data. The results of experimental research show that accounting of temperature drift of accelerometer block ranging allow considerably to decrease error measuring the angles of objects orientation.

Originality. The method of compensation of temperature errors in the components of computerised systems of objects orientation has been developed treating the measurement results under operating conditions and which allows increasing the accuracy of angular parameters measurement of special orientation.

Practical importance lies in the development of mathematical model based on the inclinometer converters realised on the base of the block of two-axial accelerometer to control special orientation of objects. The application of the method of compensation of temperature errors in the components of computerised systems of control of objects orientation with microprocessor equipment will allow to improve technical characteristics of primary converters and to increase the accuracy of defining the angles of orientation of controlled objects.