Обеспечьте неизменное положение ориентационного приспособления в течение всего времени проведения эксперимента.
1. Включите мультиметр в режим измерения постоянных напряжений (V). Выдержите мультиметр во включенном состоянии не менее 1мин.
1.1. Подключите измерительные провода мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хX (красный провод) и ВЫХОД Общ. Т. (черный провод).
Осуществите взаимодействие мультиметра с персональным компьютером.
Назначьте имя файла для записи данных RGX_5_1L.
Назначайте имена файлов в последующих запусках RGZ_5_1, RGX_5_2L, RGZ_5_2 и т.д. Смысл обозначений:
- тип устройства RG (rate gyro) - ДУС;
- измерительная ось – X или Z;
- ориентация 5;
- порядковый номер запуска - 1, 2, 3 и т.д.;
- «длинный» запуск – L.
Через 5…10с поставьте на пульте переключатель ПИТАНИЕ в положение 3,0В. Красный светодиод рядом с переключателем ПИТАНИЕ должен засветиться.
Не менее чем через 4мин после включения питания остановите запись данных в персональный компьютер.
1.2. Подключите измерительные провода мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хZ (красный провод) и ВЫХОД Общ. Т. (черный провод).
Осуществите взаимодействие мультиметра с персональным компьютером.
Назначьте имя файла для записи данных RGZ_5_1.
Не менее чем через 3мин остановите запись данных в персональный компьютер.
Поставьте на пульте переключатель ПИТАНИЕ в положение ВЫКЛ. Красный светодиод рядом с переключателем ПИТАНИЕ должен погаснуть.
Выключите мультиметр.
Выдержите перерыв не менее 5мин.
2. Включите мультиметр в режим измерения постоянных напряжений (V). Выдержите мультиметр во включенном состоянии не менее 1мин.
2.1. Подключите измерительные провода мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хX (красный провод) и ВЫХОД Общ. Т. (черный провод).
Осуществите взаимодействие мультиметра с персональным компьютером.
Назначьте имя файла для записи данных RGX_5_2L.
Через 5…10с поставьте на пульте переключатель ПИТАНИЕ в положение 3,0В. Красный светодиод рядом с переключателем ПИТАНИЕ должен засветиться.
Не менее чем через 4мин после включения питания остановите запись данных в персональный компьютер.
2.2. Подключите измерительные провода мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хZ (красный провод) и ВЫХОД Общ. Т. (черный провод).
Осуществите взаимодействие мультиметра с персональным компьютером.
Назначьте имя файла для записи данных RGZ_5_2.
Не менее чем через 3мин остановите запись данных в персональный компьютер.
Поставьте на пульте переключатель ПИТАНИЕ в положение ВЫКЛ. Красный светодиод рядом с переключателем ПИТАНИЕ должен погаснуть.
Выключите мультиметр.
Выдержите перерыв не менее 5мин.
3. Включите мультиметр в режим измерения постоянных напряжений (V). Выдержите мультиметр во включенном состоянии не менее 1мин.
3.1. Подключите измерительные провода мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хX (красный провод) и ВЫХОД Общ. Т. (черный провод).
Осуществите взаимодействие мультиметра с персональным компьютером.
Назначьте имя файла для записи данных RGX_5_3L.
Через 5…10с поставьте на пульте переключатель ПИТАНИЕ в положение 3,0В. Красный светодиод рядом с переключателем ПИТАНИЕ должен засветиться.
Не менее чем через 4мин после включения питания остановите запись данных в персональный компьютер.
3.2. Подключите измерительные провода мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хZ (красный провод) и ВЫХОД Общ. Т. (черный провод).
Осуществите взаимодействие мультиметра с персональным компьютером.
Назначьте имя файла для записи данных RGZ_5_3.
Не менее чем через 3мин остановите запись данных в персональный компьютер.
Поставьте на пульте переключатель ПИТАНИЕ в положение ВЫКЛ. Красный светодиод рядом с переключателем ПИТАНИЕ должен погаснуть.
Выключите мультиметр.
Выдержите перерыв не менее 5мин.
4. Включите мультиметр в режим измерения постоянных напряжений (V). Выдержите мультиметр во включенном состоянии не менее 1мин.
4.1. Подключите измерительные провода мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хZ (красный провод) и ВЫХОД Общ. Т. (черный провод).
Осуществите взаимодействие мультиметра с персональным компьютером.
Назначьте имя файла для записи данных RGZ_5_4L.
Через 5…10с поставьте на пульте переключатель ПИТАНИЕ в положение 3,0В. Красный светодиод рядом с переключателем ПИТАНИЕ должен засветиться.
Не менее чем через 4мин после включения питания остановите запись данных в персональный компьютер.
4.2. Подключите измерительные провода мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хX (красный провод) и ВЫХОД Общ. Т. (черный провод).
Осуществите взаимодействие мультиметра с персональным компьютером.
Назначьте имя файла для записи данных RGX_5_4.
Не менее чем через 3мин остановите запись данных в персональный компьютер.
Осуществите взаимодействие мультиметра с персональным компьютером.
Поставьте на пульте переключатель ПИТАНИЕ в положение ВЫКЛ. Красный светодиод рядом с переключателем ПИТАНИЕ должен погаснуть.
Выключите мультиметр.
Выдержите перерыв не менее 5мин.
5. Включите мультиметр в режим измерения постоянных напряжений (V). Выдержите мультиметр во включенном состоянии не менее 1мин.
5.1. Подключите измерительные провода мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хZ (красный провод) и ВЫХОД Общ. Т. (черный провод).
Осуществите взаимодействие мультиметра с персональным компьютером.
Назначьте имя файла для записи данных RGZ_5_5L.
Через 5…10с поставьте на пульте переключатель ПИТАНИЕ в положение 3,0В. Красный светодиод рядом с переключателем ПИТАНИЕ должен засветиться.
Не менее чем через 4мин после включения питания остановите запись данных в персональный компьютер.
5.2. Подключите измерительные провода мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хX (красный провод) и ВЫХОД Общ. Т. (черный провод).
Осуществите взаимодействие мультиметра с персональным компьютером.
Назначьте имя файла для записи данных RGX_5_5.
Не менее чем через 3мин остановите запись данных в персональный компьютер.
Поставьте на пульте переключатель ПИТАНИЕ в положение ВЫКЛ. Красный светодиод рядом с переключателем ПИТАНИЕ должен погаснуть.
Выключите мультиметр.
Выдержите перерыв не менее 5мин.
6. Включите мультиметр в режим измерения постоянных напряжений (V). Выдержите мультиметр во включенном состоянии не менее 1мин.
6.1. Подключите измерительные провода мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хZ (красный провод) и ВЫХОД Общ. Т. (черный провод).
Осуществите взаимодействие мультиметра с персональным компьютером.
Назначьте имя файла для записи данных RGZ_5_6L.
Через 5…10с поставьте на пульте переключатель ПИТАНИЕ в положение 3,0В. Красный светодиод рядом с переключателем ПИТАНИЕ должен засветиться.
Не менее чем через 4мин после включения питания остановите запись данных в персональный компьютер.
6.2. Подключите измерительные провода мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хX (красный провод) и ВЫХОД Общ. Т. (черный провод).
Осуществите взаимодействие мультиметра с персональным компьютером.
Назначьте имя файла для записи данных RGX_5_6.
Не менее чем через 3мин остановите запись данных в персональный компьютер.
Поставьте на пульте переключатель ПИТАНИЕ в положение ВЫКЛ. Красный светодиод рядом с переключателем ПИТАНИЕ должен погаснуть.
Выключите мультиметр.
Обработка результатов
1. Скопируйте полученные исходные файлы и далее работайте только с копиями.
2. Просмотрите файлы.
3. Убедитесь в отсутствии в файлах аномальных одиночных выбросов. При наличии аномального одиночного выброса поставьте на его место предыдущее значение данного параметра.
4. Забракуйте весь файл при наличии большого количества выбросов и обратитесь за разъяснениями к преподавателю.
5. Исключите из «длинных» файлов RGX_5_1L, RGX_5_2L, RGX_5_3L, RGZ_5_4L, RGZ_5_5L, RGZ_5_6L первые 120 строк данных, накопленных в течение первых 60 сек после подачи на ДУС питания.
6. Исключите из каждого отредактированного «длинного» файла и из других файлов последние строки данных так, чтобы общее число строк в каждом отредактированном файле составило 360.
7. Определите для каждого отредактированного файла:
- среднее арифметическое [12], [13];
- среднее квадратическое отклонение (стандартное отклонение) от среднего арифметического [12], [13];
- тренд [13].
Для получения постоянных погрешностей в запуске вычтите из вычисленных значений средних арифметических каждого файла расчетные значения выходных напряжений в рабочей ориентации по соответствующей оси:
8. Занесите результаты вычислений в таблицу 2.4.2.2.
Таблица 2.4.2.2
Номер запуска | Выход 4хX | Выход 4хZ | ||||
Постоянная погреш-ность в запуске, мВ | СКО, мВ | тренд, мВ/с | Постоянная погреш-ность в запуске, мВ | СКО, мВ | тренд, мВ/с | |
Макси-мальные значения |
9. Определите для каждого канала ДУС:
- среднее арифметическое из средних арифметических в каждом запуске;
- среднее квадратическое отклонение (стандартное отклонение) от этого среднего арифметического.
10. Определите по начальному отброшенному участку каждого «длинного» файла из первых 120 строк в течение первых 60с после подачи на ДУС питания время вхождения показаний в диапазон от минус три средних квадратических отклонения (три стандартных отклонения) относительного среднего в данном запуске до плюс три средних квадратических отклонения (три стандартных отклонения) относительного среднего в данном запуске.
Выберите наибольшее значение времени готовности для каждой оси.
11. Занесите результаты вычислений в таблицу 2.4.2.3.
Таблица 2.4.2.3
Параметр | ВЫХОД 4хX | ВЫХОД 4хZ |
1. Максимальное значение из постоянных погрешностей в 6 запусках, º⁄с | ||
2.Случайная погрешность в запуске (1σ), º⁄с | ||
3.Погрешность от запуска к запуску (1σ), º⁄с | ||
4.Тренд, (º⁄с )/c | ||
5.Время готовности, с |
Содержание отчета
Общие требования к содержанию отчета приведены во ВВЕДЕНИИ к учебному пособию.
Дополнительно постройте для каждой измерительной оси ДУС графики каждого «длинного» файла из первых 120 строк в течение первых 60с после подачи на ДУС питания. Нанесите на эти графики среднее значение показаний ДУС в данном запуске. Нанесите на эти графики две горизонтальные линии: минус три средних квадратических отклонения (три стандартных отклонения) относительно среднего в данном запуске и плюс три средних квадратических отклонения (три стандартных отклонения) относительно среднего в данном запуске.
На основании этих экспериментальных данных сделайте ВЫВОДЫ о времени готовности ДУС по каждой измерительной оси.
На основании сопоставления экспериментально полученных значений случайной погрешности в запуске и погрешности от запуска к запуску сделайте ВЫВОДЫ о возможности или невозможности использования ДУС без определения постоянной погрешности в каждом запуске.
Лабораторная работа
«Калибровка двухосного ДУС в шести ориентациях»
Цель лабораторной работы
Откалибровать двухосный микромеханический ДУС с номинально ортогональными осями чувствительности в силу линейной модели (2.73) по методике, изложенной в разделе 2.1.5.
Предварительные замечания
План, последовательность, время и условия проведения эксперимента приведены в таблице 2.4.3.1.
Таблица 2.4.3.1
Номер запуска | Номер ориен-тации | Перечень выполняемых операций | Чистое время, мин |
1. Установка ориентационного приспособления в ориентацию 1 Включение мультиметра 1.1. Подключение измерительных проводов мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хX и ВЫХОД Общ. Т. Включение пульта 1.1.1. Запись показаний в файл RGX_1_0 1.1.2. Включение вращение стенда против часовой стрелки с угловой скоростью 30º⁄с Запись показаний в файл RGX_1_+30 Выключение вращения стенда 1.1.3. Включение вращения стенда по часовой стрелке с угловой скоростью 30º⁄с Запись показаний в файл RGX_1_-30 Выключение вращения стенда 1.2. Подключение измерительных проводов мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хZ и ВЫХОД Общ. Т. 1.2.1. Запись показаний в файл RGZ_1_0 1.2.2. Включение вращение стенда против часовой стрелки с угловой скоростью 30º⁄с Запись показаний в файл RGZ_1_+30 Выключение вращения стенда 1.2.3. Включение вращения стенда по часовой стрелке с угловой скоростью 30º⁄с Запись показаний в файл RGZ_1_-30 Выключение вращения стенда Выключение мультиметра | 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 | ||
2. Установка ориентационного приспособления в ориентацию 2 Включение мультиметра 2.1. Подключение измерительных проводов мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хX и ВЫХОД Общ. Т. Запись показаний в файл RGX_2_0 2.2. Подключение измерительных проводов мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хZ и ВЫХОД Общ. Т. Запись показаний в файл RGZ_2_0 Выключение мультиметра | 0,6 0,6 | ||
3. Установка ориентационного приспособления в ориентацию 3 Включение мультиметра 3.1. Подключение измерительных проводов мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хX и ВЫХОД Общ. Т. 3.1.1. Запись показаний в файл RGX_3_0 3.1.2. Включение вращение стенда против часовой стрелки с угловой скоростью 30º⁄с Запись показаний в файл RGX_3_+30 Выключение вращения стенда 3.1.3. Включение вращения стенда по часовой стрелке с угловой скоростью 30º⁄с Запись показаний в файл RGX_3_-30 Выключение вращения стенда 3.2. Подключение измерительных проводов мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хZ и ВЫХОД Общ. Т. 3.2.1. Запись показаний в файл RGZ_3_0 3.2.2. Включение вращение стенда против часовой стрелки с угловой скоростью 30º⁄с Запись показаний в файл RGZ_3_+30 Выключение вращения стенда 3.2.3. Включение вращения стенда по часовой стрелке с угловой скоростью 30º⁄с Запись показаний в файл RGZ_3_-30 Выключение вращения стенда Выключение мультиметра | 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 | ||
4. Установка ориентационного приспособления в ориентацию 4 Включение мультиметра 4.1. Подключение измерительных проводов мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хX и ВЫХОД Общ. Т. Запись показаний в файл RGX_4_0 2.2. Подключение измерительных проводов мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хZ и ВЫХОД Общ. Т. Запись показаний в файл RGZ_4_0 Выключение мультиметра | 0,6 0,6 | ||
5. Установка ориентационного приспособления в ориентацию 5 Включение мультиметра 5.1. Подключение измерительных проводов мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хX и ВЫХОД Общ. Т. 5.1.1. Запись показаний в файл RGX_5_0 5.1.2. Включение вращение стенда против часовой стрелки с угловой скоростью 30º⁄с Запись показаний в файл RGX_5_+30 Выключение вращения стенда 5.1.3. Включение вращения стенда по часовой стрелке с угловой скоростью 30º⁄с Запись показаний в файл RGX_5_-30 Выключение вращения стенда 5.2. Подключение измерительных проводов мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хZ и ВЫХОД Общ. Т. 5.2.1. Запись показаний в файл RGZ_5_0 5.2.2. Включение вращение стенда против часовой стрелки с угловой скоростью 30º⁄с Запись показаний в файл RGZ_5_+30 Выключение вращения стенда 5.2.3. Включение вращения стенда по часовой стрелке с угловой скоростью 30º⁄с Запись показаний в файл RGZ_5_-30 Выключение вращения стенда Выключение мультиметра | 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 | ||
6. Установка ориентационного приспособления в ориентацию 6 Включение мультиметра 6.1. Подключение измерительных проводов мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хX и ВЫХОД Общ. Т. Запись показаний в файл RGX_6_0 6.2. Подключение измерительных проводов мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хZ и ВЫХОД Общ. Т. Запись показаний в файл RGZ_6_0 Выключение мультиметра Выключение пульта | 0,6 0,6 |
Экспериментальная часть
Поставьте переключатель ПИТАНИЕ и все тумблеры на пульте в положение ВЫКЛ. Установите на пульте перемычку между гнездами Uп и Rэт.
Соберите экспериментальную установку в соответствии с указаниями раздела 2.3.
Выставьте четырьмя установочными винтами с помощью уровня ось вращения платформы установки МПУ-1 по направлению отвесной линии.
Осуществите выставку скорости вращения платформы 30º⁄с маховиком отсчетного механизма по шкале установки МПУ-1. Вставьте вилку питания установки МПУ-1 в розетку ~50Гц 220В.
1. Установите и надежно закрепите ориентационное приспособление вместе с размещенной на нем платой ДУС в ориентации 1 (ось X – вверх) на скоростном поворотном стенде с вертикальной осью вращения.
Включите мультиметр в режим измерения постоянных напряжений (V). Выдержите мультиметр во включенном состоянии не менее 1мин.
1.1. Подключите измерительные провода мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хX (красный провод) и ВЫХОД Общ. Т. (черный провод).
Поставьте на пульте переключатель ПИТАНИЕ в положение 3,0В. Красный светодиод рядом с переключателем ПИТАНИЕ должен засветиться. Осуществите временную задержку не менее 1мин.
1.1.1. Осуществите взаимодействие мультиметра с персональным компьютером.
Назначьте имя файла RGX_1_0. Смысл обозначений:
- тип устройства (rate gyro) - RG;
- измерительная ось – X или Z;
- номер ориентации – 1, 2, 3, 4, 5 или 6;
- угловая скорость - 0º⁄с, +30º⁄с или -30º⁄с.
Не менее чем через 36с после начала записи остановите запись данных в персональный компьютер.
1.1.2. Переключателем на скоростном поворотном стенде с вертикальной осью вращения включите вращение стенда против часовой стрелки.
Осуществите взаимодействие с персональным компьютером.
Назначьте имя файла RGX_1_+30.
Не менее чем через 36с после начала записи остановите запись в персональный компьютер.
Переключателем на скоростном поворотном стенде выключите вращение стенда.
1.1.3. Переключателем на скоростном поворотном стенде с вертикальной осью вращения включите вращение стенда по часовой стрелке.
Осуществите взаимодействие с персональным компьютером.
Назначьте имя файла RGX_1_-30.
Не менее чем через 36с после начала записи остановите запись в персональный компьютер.
Переключателем на скоростном поворотном стенде выключите вращение стенда.
1.2. Подключите измерительные провода мультиметра к гнездам ВЫХОД 4хZ (красный провод) и ВЫХОД Общ. Т. (черный провод).
1.2.1. Осуществите взаимодействие мультиметра с персональным компьютером.
Назначьте имя файла RGZ_1_0.
Не менее чем через 36с после начала записи остановите запись данных в персональный компьютер.
1.2.2. Переключателем на скоростном поворотном стенде с вертикальной осью вращения включите вращение стенда против часовой стрелки.
Осуществите взаимодействие с персональным компьютером.
Назначьте имя файла RGZ_1_+30.
Не менее чем через 36с после начала записи остановите запись в персональный компьютер.
Переключателем на скоростном поворотном стенде выключите вращение стенда.
1.2.3. Переключателем на скоростном поворотном стенде с вертикальной осью вращения включите вращение стенда по часовой стрелке.
Осуществите взаимодействие с персональным компьютером.
Назначьте имя файла RGZ_1_-30.
Не менее чем через 36с после начала записи остановите запись в персональный компьютер.
Переключателем на скоростном поворотном стенде выключите вращение стенда.
Выключите мультиметр.