УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ БЛОКА ОРИЕНТАЦИИ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ РЕЗЕРВНЫХ ПРИБОРОВ Российский патент 2015 года по МПК G01C25/00 

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к блокам ориентации.

Известен блок ориентации [1], содержащий блок датчиков первичной информации, состоящий из трех акселерометров, трех датчиков угловой скорости (ДУС), преобразователя на базе аналого-цифрового преобразователя (АЦП), вычислительную машину.

Недостатком данного устройства является отсутствие в нем контроля исправности ДУС.

Известно также устройство для включения блока ориентации интегрированной системы резервных приборов в пилотажно-навигационный комплексе [2], содержащее блок инерциальных датчиков первичной информации, состоящий из трех ДУС, трех акселерометров, подключенный через АЦП к вычислительной машине через шину внешнего интерфейса.

Недостатком данного устройства является отсутствие в нем контроля исправности ДУС и температурной коррекции их параметров, что снижает надежность и точность работы.

Заявленное изобретение направлено на повышение надежности и точности работы устройства.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство для контроля блока ориентации интегрированной системы резервных приборов, содержащее блок инерциальных датчиков первичной информации, состоящий из трех ДУС, выполненных на волоконно-оптическом гироскопе (ВОГ), и трех акселерометров, подключенный через АЦП к микроконтроллеру, согласно изобретению, введены дополнительный АЦП, встроенный в микроконтроллер и три канала преобразования, каждый из которых содержит измерительный резистор, подключенный к последовательно соединенным фильтру, дифференциальному усилителю, ограничителю напряжения, подключенному ко входу АЦП, встроенного в микроконтроллер, причем шина питания каждого ДУС подключена к источнику питания через измерительный резистор.

К существенным отличиям предложенного устройства относится введение в него дополнительно АЦП, встроенного в микроконтроллер, и трех каналов преобразования, каждый из которых содержит измерительный резистор, подключенный к последовательно соединенным фильтру, дифференциальному усилителю, ограничителю напряжения, подключенному ко входу АЦП, встроенного в микроконтроллер, причем шина питания каждого ДУС подключена к источнику питания через измерительный резистор.

Предложенное изобретение иллюстрируется чертежом, на котором представлена структурная схема устройства, содержащего блок 1 инерциальных датчиков первичной информации, ДУС 2, акселерометры 3, АЦП 4, микроконтроллер 5, АЦП 6, встроенный в микроконтроллер 5, три канала 7-9 преобразования, измерительный резистор 10, фильтр 11, дифференциальный усилитель 12, ограничитель 13 напряжения, источник 14 питания.

Входящие в состав блока 1 инерциальных датчиков первичной информации ДУС 2 и акселерометры 3 подключены через АЦП 4 к микроконтроллеру 5. В каждом из каналов 7-9 преобразования измерительный резистор 10 подключен к последовательно соединенным фильтру 11, дифференциальному усилителю 12, ограничителю 13 напряжения, подключенному ко входу АЦП 6, встроенному в микроконтроллер 5, а шины питания ДУС 2 подключены к источнику 14 питания через измерительный резистор 10.

Устройство работает следующим образом.

ДУС 2, выполненные на ВОГ, акселерометры 3 выдают текущее значение угловой скорости и ускорения в виде аналоговых электрических сигналов, которые с помощью АЦП 4 преобразуются в цифровой код, поступающий на микроконтроллер 5, где производится вычисление необходимых значений навигационных параметров.

При работе ВОГ потребляемый от источника 14 питания ток пропорционален температуре, и по величине потребляемого тока можно судить об исправности ВОГ и о его температуре, значение которой используется для калибровки ДУС 2 путем оценки зависимости смещения нуля и масштабного коэффициента от температуры. Для измерения величины потребляемого тока в цепь питания ВОГ включен измерительный резистор 10, на котором величина падения напряжения прямо пропорциональна величине протекающего тока. Это напряжение подается на фильтр 11, где отфильтровываются паразитные шумы, затем подается на дифференциальный усилитель 12, который преобразует дифференциальные значения напряжения относительно общего провода питания. В связи с тем, что диапазон преобразования АЦП 6 ограничен, предусмотрен ограничитель 13 напряжения. Преобразованное в код входное напряжение с АЦП 6 поступает на микроконтроллер 5, где осуществляется анализ его величины и в соответствии с этим проводится коррекция измеренного значения угловой скорости в зависимости от температуры.

При работе ВОГ в нормальном режиме величина потребляемого тока имеет определенную величину, а в нештатной ситуации выходит за допустимые пределы, установленные в памяти микроконтроллера, что приводит к выдаче сигнала отказа.

Предложенное устройство используется в блоке ориентации интегрированной системы резервных приборов.

Источники информации

1. Юбилейная XV Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. Сборник материалов. Санкт-Петербург, 2008 г. стр.263. Компенсация магнитной девиации интегрированной системы резервных приборов, В.М. Самойлов, Д.В. Свяжин.

2. Патент РФ №2377502, МПК G01C 21/00, 2008(прототип).

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах ориентации подвижных объектов. Технических результат - повышение надежности и точности. Для этого дополнительно введены АЦП, который встроен в микроконтроллер и три канала преобразования, каждый из которых содержит измерительный резистор, подключенный к последовательно соединенным фильтру, дифференциальному усилителю, ограничителю напряжения, подключенному к входу АЦП, встроенного в микроконтроллер, причем шина питания каждого ДУС подключена к источнику питания через измерительный резистор. Предложенное устройство используется в блоке ориентации интегрированной системы резервных приборов. 1 ил.

Устройство для контроля блока ориентации интегрированной системы резервных приборов, содержащее блок инерциальных датчиков первичной информации, состоящий из трех датчиков угловой скорости, выполненных на волоконно-оптическом гироскопе, и трех акселерометров, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к микроконтроллеру, отличающийся тем, что в него введены дополнительный аналого-цифровой преобразователь, встроенный в микроконтроллер и три канала преобразования, каждый из которых содержит измерительный резистор, подключенный к последовательно соединенным фильтру, дифференциальному усилителю, ограничителю напряжения, подключенному ко входу аналого-цифрового преобразователя, встроенного в микроконтроллер, причем шина питания каждого ДУС подключена к источнику питания через измерительный резистор.