Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в навигационных приборах. Известные способы определения оси вращения свободно взвешенного сферического 5 ротора основаны на измерении осредненных за один оборот значений составляющих вектора угловой скорости. В целях повышения точности определения мгновенного значения направления оси вра- 10 щения ротора относительно корпуса измеряют мгновенные составляющие угловой скорости ротора и одновременно компенсируют мгновенные составляющие угловой скорости корпуса относительно инерциального прост- 15 ранства, а затем определяют направление мгновенной оси вращения ротора. На чертеже изображена принциииальная схема реализации предлагаемого способа. Способ определения ориентации мгновен- 20 ной оси вращения свободно взвешенного сферического ротора / основан на измерении Допплеровского сдвига частоты трех взаимно ортогональных скрещенных лучей монохроматического излучения, направленных на по- 25 верхность вращающегося ротора. Система лучей, излучаемых источником 2 монохроматического света и имеющих частоту /ь при помощи зеркально-линзовой оптической системы 3 направляется на поверхность вращаю- 30 щегося сферического ротора / под углом к нормали поверхности, находящимся в пределах . Система отраженных от сферического ротора лучей, имеющих частоту /2, которая онределяется соотношением Ь-(1-)f,, направляется на приемник 4 светового потока, где сравнивается с частотой f. В результате выделяется сигнал частоты Af, пропорциональный составляющей вектора окружной скорости V вдоль луча в точке его паден я на сферу. Для определения вектора угловой скорости вращения достаточно трех измерений составляюилих вектора Q (Q.v, Q,, Q,), найденных носредством измерения трех взаимно ортогональных составляющих окружной скоротсти вращения V.v, Vy, Vz в соответствии с уравнениями Ucos(x,Q)+(,, Qcos(r/,Q)+co,/ l/. Qcos(2,Q)+cOz V;,,
- ляющие косинусы вектора Q с осями координат X. у, Z, связанными с корпусом устройства; Иж, соу, (UZ - составляющие вектора ш угловой скорости вращения корпуса устройства относительно инерциального пространства; R - радиус сферического ротора. Мгновенные значения направляющих косинусов пропорциональны соответствующим составляющим окружных скоростей, измеряемых Допплеровским сдвигом частоты, с точностью до составляющих вектора угловой скорости вращения корпуса устройства относительно инерциального пространства. Эти составляющие вектора угловой скорости вращения являются методическими ощибками измерения, которые отсутствуют в системе лишь при стабилизации корпуса устройства с установленным на нем источником монохроматического света относительно инерциального пространства.
Для компенсации методических погрешностей при произвольном движении корпуса каждый из трех взаимно ортогональных скрещенных лучей источника монохроматического света с частотой fi при помощи зеркальнолинзовой онтической системы проходит дополнительный контур, в центре которого находится сферический ротор, и поступает на приемник 4 светового потока. Таким образом, на фотокатоде приемника 4 происходит выделение разностной частоты А/, пропорциональной линейной скорости вращения ротора или составляющим вектора угловой скорости вращения при известном радиусе сферического ротора.
Предмет изобретения
Способ определения оси вращения свободно взвещенного сферического ротора относительно корнуса, основанный на использовании эффекта Допплера, отличающийся тем, что, с целью новьипения точности определения мгновенного вектора оси вращения ротора, измеряют мгновенные составляющие угловой скорости ротора, одновременно компенсируют мгновенные составляющие угловой скорости корпуса и по полученным значениям относительных мгновенных составляющих угловой скорости ротора определяют направление мгновенной оси вращения ротора.
