5 Описание аппаратуры

Экспериментальная установка представляет собой систему (рис.7), состоящую из аппаратной и программной части.

Аппаратная часть экспериментальной установки состоит из следующих частей:

– компьютер;

– плата АЦП фирмы National Instruments, которая представляет собой преобразователь интерфейса USB в I2C и SPI;

– ММГ;

Программная часть, реализованная в программном пакете LabVIEW, позволяет получать, визуализировать и обрабатывать данные.

Рис. 7 – Общая схема установки

6 Экспериментальные данные

Основной целью настоящей работы являлось использование вариации Аллана при обработке результатов измерений выходных сигналов ММГ RR-типа фирмы Tronic's при работе на неподвижном основании. Испытания проходили при комнатной температуре. Получение достаточно достоверной оценки характеристик массива данных обеспечивалось регистрацией выходного сигнала ММГ с частотой f_s = 40 Гц в течение 2 ч.

Таблица с экспериментально полученными характеристиками 38 гироскопов приведена в Прил. 1.

На рис. 8 представлен график изменения выходного сигнала вариации Аллана для гироскопа Lot40H14 с наименьшим значением нестабильности смещения нуля.

Рис. 8. Выходной сигнал гироскопа Lot40H14, °/c

На рис. 9 представлены графики изменения выходного сигнала и температуры гироскопа Lot41K22 с наименьшим значением случайного блуждания угла.

Рис. 9. Выходной сигнал гироскопа Lot41K22, °/c

7 Расчетные соотношения и используемое математическое обеспечение

Результаты расчета представлены на рис. 10, 11.

Р

0

1.77

-1/2

0

1,77

31

ис. 10. Зависимость вариации Аллана от τ гироскопа Lot40H14 (Tronic’s Microsystems), имеющего лучшее значение нестабильности смещения нуля

Р

-1/2

0

6.62

27.7

-1/2

0

6,62

27,7

ис. 11. Зависимость вариации Аллана от τ гироскопа Lot41K22 (Tronic’s Microsystems), имеющего лучшее значение случайного блуждания угла

Анализ зависимости от времени осреднения τ показал следующее:

• для полученных массивов измерений статистически достоверными являются результаты обработки в интервале

0.25 с < τ < 300 с;

• для наблюдений выходного сигнала ММГ на неподвижном основании средний наклон графика составляет -1/2, что соответствует преобладанию в указанном интервале τ шумовой составляющей вида «случайное блуждание угла» при значении коэффициента

N = для Lot40H14 и

N = для Lot41K22;

• график в интервале τ > 100 с имеет выраженный участок с наклоном 0, характеризующий наличие шумовой составляющей вида «нестабильности смещения нуля» с коэффициентом B = 1.77°/ч для Lot40H14 и B = 6.62°/ч для Lot41K22;

Вычисление проводилось по разработанному алгоритму (Прил. 2), написанному с помощью пакета Matlab.