PROCEDIMIENTO DE CALIBRADO DE UN FACTOR DE ESCALA DE UN GIRÓMETRO VIBRANTE AXIALMENTE SIMÉTRICO.

Procedimiento de calibrado de un factor de escala de un girómetro vibrante axialmente simétrico que funciona por la aplicación de una señal de control de amplitud (CA) y una señal de control de precesión (CP) en un órgano vibrante que se hace vibrar a una frecuencia determinada,

caracterizado porque comprende una etapa de calibrado previo que consiste en calcular una relación de referencia de las ganancias entre una ganancia motor (Gmx) según una primera dirección y una ganancia motor (Gmy) según una segunda dirección en cuadratura modal con la primera dirección y en memorizar la relación de referencia de las ganancias, y una etapa de calibrado que consiste en calcular un valor de una magnitud mensurable ligada al factor de escala según una relación de proporcionalidad que incluye la relación de referencia de las ganancias y calcular un factor de escala corregido a partir del valor de la magnitud mensurable y de la relación de referencia memorizada de las ganancias

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2007/002044.

Solicitante: SAGEM DEFENSE SECURITE.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: LE PONANT DE PARIS 27, RUE LEBLANC 75015 PARIS FRANCIA.

Inventor/es: RENAULT,ALAIN, CARON,JEAN-MICHEL, JEANROY,ALAIN.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 12 de Diciembre de 2007.

Fecha Concesión Europea: 29 de Septiembre de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01C19/56P
  • G01C25/00A

Clasificación PCT:

  • G01C19/56 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01C MEDIDA DE DISTANCIAS, NIVELES O RUMBOS; TOPOGRAFIA; NAVEGACION; INSTRUMENTOS GIROSCOPICOS; FOTOGRAMETRIA O VIDEOGRAMETRIA (medida del nivel de líquidos G01F;   radio navegación, determinación de la distancia o velocidad mediante la utilización de efectos de propagación, p. ej. efecto Doppler, tiempo de propagación, de ondas de radio, disposiciones análogas que utilicen otras ondas G01S). › G01C 19/00 Giróscopos; Dispositivos sensibles al giro con masas vibratorias; Dispositivos sensibles al giro sin masas móviles; Medida de velocidad angular usando efectos giroscópicos. › Dispositivos sensibles al giro con masas vibratorias, p. ej. sensores de velocidad vibratoria angular sobre la base de las fuerzas de Coriolis.
  • G01C25/00 G01C […] › Fabricación, calibrado, limpieza o reparación de los instrumentos o dispositivos mencionados en los otros grupos de esta subclase (ensayo, calibrado o compensación de brújulas G01C 17/38).

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia.

PROCEDIMIENTO DE CALIBRADO DE UN FACTOR DE ESCALA DE UN GIRÓMETRO VIBRANTE AXIALMENTE SIMÉTRICO.

Fragmento de la descripción:

La presente invención se refiere a un procedimiento de calibrado de un factor de escala de un girómetro vibrante axialmente simétrico.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Se sabe que un girómetro vibrante isótopo está constituido por un resonador axialmente simétrico de dos grados de libertad.

El órgano vibrante del resonador se pone en vibración a la frecuencia de resonancia del órgano vibrante por una señal de control de amplitud. Para controlar la orientación de la vibración, una señal de control de precesión es igualmente aplicada al órgano vibrante de modo que una medida de la vibración del órgano vibrante y una demodulación de esta vibración a la frecuencia de resonancia del órgano vibrante permiten por las ecuaciones apropiadas determinar la velocidad de giro al cual está sometido el resonador.

La señal de control de amplitud y la señal de control de precesión son aplicadas por electrodos de control que presentan una ganancia motor que es la relación entre la amplitud de la fuerza generada por la señal de control y la amplitud de la señal de control. Igualmente, la señal de salida es medida por electrodos de detección que presentan una ganancia de detección que es la relación entre la amplitud de la vibración y la amplitud correspondiente de la señal de salida.

La precisión de cálculo de la velocidad de giro es función de la precisión del factor de escala del resonador, el factor de escala siendo la relación entre la velocidad de giro del resonador y el control de precesión o una señal de salida equivalente.

Se ha constatado que el factor de escala varía en función de la temperatura a la cual está sometido el resonador y varía igualmente en el tiempo en función del envejecimiento de los componentes. Estas variaciones afectando por lo tanto a la precisión de las mediciones.

Para mejorar la precisión del factor de escala, es conocido memorizar en un conjunto de tratamiento del girómetro tablas que proporcionan las variaciones del factor de escala en función de la temperatura y en función de la edad del resonador. En el momento de una utilización del girómetro, una medición de la temperatura permite entonces efectuar un calibrado del factor de escala. Sin embargo, las tablas son establecidas por una modelización predictiva que no es satisfactoria y que por lo tanto pueden existir diferencias entre las variaciones del factor de escala registradas y las variaciones reales del factor de escala en el momento de la utilización de un girómetro.

Por otro lado, el documento US 2005/257596 describe un procedimiento de calibrado del factor de escala de un girómetro vibrante axialmente simétrico en el cual un factor de escala calibrado se calcula haciendo girar el órgano vibrante a una velocidad angular conocida y midiendo una tensión de salida resultante, después el factor de escala real se deduce del factor de escala calibrado por una relación de proporcionalidad.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

Un objeto de la invención es realizar un calibrado del factor de escala de un girómetro a partir del propio girómetro.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

De cara a la realización de este objeto se propone según la invención un procedimiento de calibración de un factor de escala de un girómetro vibrante axialmente simétrico que funciona por la aplicación de una señal de control de amplitud y de una señal de control de precesión a un órgano vibrante que se pone en vibración a una frecuencia dada, el procedimiento comprendiendo una etapa de calibrado previo que consiste en calcular una relación de referencia de ganancias entre una ganancia motor según una primera dirección y una ganancia motor según una segunda dirección en cuadratura modal con la primera dirección y en memorizar la relación de referencia de las ganancias, y una etapa de calibrado que consiste en calcular un valor de una magnitud mensurable ligado al factor de escala según una relación de proporcionalidad que incluye la relación de referencia de las ganancias y calcular un factor de escala corregido a partir del valor de la magnitud mensurable y de la relación de referencia de las ganancias memorizada.

En efecto se ha constatado que puesto que la ganancia motor según cada dirección varía en función de la temperatura y varía en el tiempo, la relación de las ganancias motores según dos direcciones en cuadratura modal puede ser considerada como una constante al grado de precisión habitualmente buscado. Por lo tanto es posible efectuar en el taller una determinación precisa de la relación de referencia de las ganancias. Una medición instantánea de la magnitud mensurable permite por lo tanto un calibrado preciso del factor de escala del girómetro en el momento de su utilización. El procedimiento según la invención es particularmente interesante puesto que el girómetro está configurado y se realiza como se describe en el documento FRA-2 851 041 (o su equivalente US 7 010 977) ya que la señal de control de amplitud y la señal de control de precesión son aplicadas a los mismos electrodos de forma que la relación de las ganancias motores se mantiene igual a 1 cualesquiera que sean la temperatura y el tiempo transcurrido.

Según un primer modo de forma de realización de la invención, la magnitud mensurable es una variación de la frecuencia de vibración del órgano vibrante en función de una variación de una señal de control de rigidez aplicada por lo menos a un electrodo de control. De preferencia, la señal de control de rigidez está en cuadratura temporal con la señal de control de amplitud y la señal de control de precesión y la señal de control de rigidez está en cuadratura geométrica modal con la señal de control de precesión. Así, la señal de control de precesión está muy débilmente perturbada por la señal de rigidez, de forma que ésta puede ser aplicada de modo permanente.

Según otro modo de forma de realización del procedimiento según la invención, la magnitud mensurable es una variación de la amplitud de la vibración del órgano resonante en función de una variación de la señal de control de amplitud.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Otras características y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto a la lectura de la descripción que sigue de dos modos de forma de realización particulares no limitativos de la invención en relación con las figuras adjuntas, en las cuales:

- la figura 1 es una vista en corte esquemática de un resonador hemisférico que puede ser utilizado en la forma de realización del procedimiento según la invención,

- la figura 2 es una representación esquemática de la evolución de la amplitud en el momento de un calibrado conforme a un segundo modo de forma de realización de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Y REALIZACIONES PREFERIDAS

Con referencia a la figura 1, el procedimiento de calibrado según la invención puede ser realizado con cualquier girómetro vibrante isótropo y comprenda un resonador axialmente simétrico de dos grados de libertad, en particular un resonador que comprende de modo conocido por sí mismo un órgano vibrante hemisférico 1, por ejemplo una campana fabricada de silicio y fijada por un vástago 4 a un zócalo 3. La superficie interior de la campana 1 así como el borde de ésta y el vástago 4 están recubiertos con una capa de metal 2. El zócalo 3 tiene electrodos 5 que pueden ya sea cada uno de ellos estar dedicado a una función de control o de detección, ya sea cada uno de ellos tener una función alterna de control y de detección por multiplexado. Los electrodos se extienden enfrente del borde del órgano vibrante 1. El resonador comprende además un electrodo de guardia 6. Para una forma de realización girométrica, el órgano vibrante se pone en vibración primero por la aplicación de una señal de control de amplitud CA y la vibración obtenida se orienta por medio de una señal de control de precesión CP.

Según un primer modo de forma de realización de la invención, una señal alternativa de control de rigidez CR se aplica además a por lo menos un electrodo de control. Esta señal de control de rigidez de preferencia se aplica en cuadratura temporal con la señal de control de amplitud CA y con la señal de control de precesión CP. La señal de control de rigidez CR además está en cuadratura geométrica modal con la señal de control de precesión CP, es decir que en el caso de una vibración mantenida a la frecuencia de resonancia...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de calibrado de un factor de escala de un girómetro vibrante axialmente simétrico que funciona por la aplicación de una señal de control de amplitud (CA) y una señal de control de precesión (CP) en un órgano vibrante que se hace vibrar a una frecuencia determinada, caracterizado porque comprende una etapa de calibrado previo que consiste en calcular una relación de referencia de las ganancias entre una ganancia motor (Gmx) según una primera dirección y una ganancia motor (Gmy) según una segunda dirección en cuadratura modal con la primera dirección y en memorizar la relación de referencia de las ganancias, y una etapa de calibrado que consiste en calcular un valor de una magnitud mensurable ligada al factor de escala según una relación de proporcionalidad que incluye la relación de referencia de las ganancias y calcular un factor de escala corregido a partir del valor de la magnitud mensurable y de la relación de referencia memorizada de las ganancias.

2. Procedimiento de calibrado según la reivindicación 1 caracterizado porque la magnitud mensurable es una variación de la frecuencia de vibración en función de una variación de una señal de control de rigidez aplicada a por lo menos un electrodo de control.

3. Procedimiento de calibrado según la reivindicación 2 caracterizado porque la señal de control de rigidez está en cuadratura temporal con la señal de control de amplitud y la señal de control de precesión y la señal de control de

rigidez está en cuadratura geométrica modal con la señal de control de precesión.

4. Procedimiento de calibrado según la reivindicación 1 caracterizado porque la magnitud mensurable es una

variación de la amplitud en función de una variación de la señal de control de amplitud (CA).

5. Procedimiento de calibrado según la reivindicación 4 caracterizado porque la señal de control de amplitud (CA) está generada para provocar una variación de la amplitud a partir de una amplitud de consigna (Ac) hasta un umbral de la amplitud baja seguido de una variación inversa desde el umbral de la amplitud baja hasta la amplitud de consigna (Ac).

6. Procedimiento de calibrado según la reivindicación 5 caracterizado porque el umbral de la amplitud baja es igual a la mitad de la amplitud de consigna.


 

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