第三章惯性量的测量.ppt

第三章惯性量的测量线加速度传感器加速度计用来测量飞机运动的加速度并输出加速度信号。线加速度传感器角加速度传感器角加速度信号可以通过速率陀螺仪与微分电路得到。线加速度传感器功能装在飞机质心处感受和测量飞机的法向加速度、纵向加速度和侧向加速度。线加速度传感器简单式线加速度传感器线加速度传感器结构与工作原理工作原理:电刷位移=敏感质量块位移-壳体位移得到相应传递函数:式中:线加速度传感器简单式线加速度传感器线加速度传感器结构与工作原理当稳态时:上式表明,当飞机做等加速度运动时,敏感质量块惯性力与弹簧力大小相等,方向相反,从而使质量块处于平衡位置x。输出电压:得到:线加速度传感器的输出电压正比于飞机线加速度计,相位差180°单位加速度所产生的相对位移量定义为线加速度传感器的分辨率:可见,线加速度的分辨率反比于其固有频率的平方,即弹簧刚度越小,质量块的质量越大,线加速度传感器的分辨率就越高。线加速度传感器简单式线加速度传感器线加速度传感器结构与工作原理优点:构造简单,价格低缺点:电刷与电位计的摩擦力较大,线性特性差,灵敏度低为解决上述问题,用力矩系统代替弹簧,增加浮子式阻尼器浮子摆式加速度传感器线加速度传感器线加速度传感器结构与工作原理浮子摆式加速度传感器组成:浮子摆组合件,力矩器,信号传感器放大器,密封壳体浮子摆组合件---单摆,浮筒,信号传感器转子和力矩器转子工作原理:与简单线加速度传感器相同单摆相当于活动质量块线加速度传感器线加速度传感器结构与工作原理浮子摆式加速度传感器根据力矩平衡,得到加速度计传感器输出的电压为:挠性摆式力矩反馈加速度传感器当具有加速度a时,摆组件质量m产生惯性力,并对挠性轴产生惯性力矩M=mla。力矩M使摆组件绕输出轴转动,角位移传感器将该角度位移转换为电信号,并放大调解为直流信号输出。力矩器线圈输入电流,产生电磁力产生恢复力矩线加速度传感器线加速度传感器结构与工作原理挠性摆式力矩反馈加速度传感器输出电流与输入加速度成正比。优点:高精度,高可靠性作为主要的导航级加速度计,在惯性领域得到广泛的应用。陀螺仪精确测量飞行器的姿态角、航向角和角速度。以经典力学为基础的陀螺仪---刚体转子陀螺仪、流体转子陀螺仪和振动陀螺仪以非经典力学为基础的陀螺仪---激光陀螺仪,光导纤维陀螺仪,压电晶体陀螺仪,粒子陀螺仪和核子共振陀螺仪刚体转子陀螺仪仍是学****陀螺仪基本理论的基础高速旋转的物体即为陀螺,为测量运动物体的角位移或角速度,用支架把高速旋转的转子支撑起来即构成陀螺仪---刚体转子陀螺仪。核心:绕自转轴高速旋转的刚体转子。自转轴相对于基座有一个或者两个转动自由度:二自由度陀螺单自由度陀螺陀螺仪二自由度陀螺仪基本结构和组成内环和外环组成的框架装置叫做万向支架。自转轴和内环轴相互垂直且相交,内环轴和外环轴相互垂直且相交。三轴相交于一点---万向交点。对于自转轴,仅具有绕内环轴和外环轴两个轴的转动自由度。