Inercial de três eixosTaxaAs tabelas são equipamentos essenciais para a investigação, ensaios e calibração de componentes essenciais, tais como sistemas de navegação inercial (INS), giroscópios e unidades de medição inercial (IMU).O seu desempenho determina diretamente a precisão e a fiabilidade dos dispositivos inerciais, eSão amplamente utilizados em campos de ponta, como aeroespacial, equipamento militar e fabricação de precisão.TaxaTabela, taxa angular, aceleração, e oscilosão ângulo gama são os três indicadores principais,que correspondam directamente às características de funcionamento e aos requisitos de ensaio do dispositivo em ensaio. Ao selecionar umTaxamesa,O conceito erróneo de que "quanto maior o parâmetro, melhor" deve ser evitado.e normas industriaisEste artigo começará com as definições essenciais dos três parâmetros, a lógica de selecção, os factores de influência e sugestões práticas.,fornecer aos profissionais do sector um guia de selecção profissional e prático.

I. Pré-requisitos de selecção: Identificação das necessidades essenciaiseCritérios de selecção das âncoras

A lógica central da selecção é "as necessidades correspondentes"Antes de discutir os três parâmetros centrais,Para evitar preconceitos de seleção, devem ser clarificadas duas premissas fundamentais: primeiro, devem ser claramente definidos os parâmetros técnicos essenciais do dispositivo em teste (DUT)., incluindo a taxa angularIntervalo, intervalo de aceleração e intervalo de posição de trabalhodeO DUT/IMU.Isto...Em segundo lugar, o cenário de ensaio deve ser claramente definido.,Distinguir entre diferentes cenários, como calibração estática, simulação dinâmica e testes de desempenho extremos.,A simulação semifísica no domínio aeroespacial requer um desempenho dinâmico mais elevado,A calibragem da UMI industrial comum concentra-se na precisão e estabilidade.,devem ser respeitados os padrões pertinentes da indústria,como a norma militar GJB 2884-97 "Especificação geral para uma plataforma giratória de simulação de movimento angular de três eixos"assegurar que a selecção cumpre os requisitos de conformidade dos ensaios.

II. A ComissãoTaxa angular: Acompanhamento da resposta dinâmica daDUT ,Equilíbrio da precisão e do alcance.

(I) Core Definição e Seleção Core

Taxa angularrefere-se ao ângulo de rotação de cada eixo doTaxaTabela por unidade de tempo,Medido em °/sÉ dividido em três indicadores principais:O principal princípio de selecção é "cubrir otaxa angularRequisitos da peça de ensaioA taxa angular do quadro interno, médio e externode um eixo triangularTaxaTabela normalmente diferem,com o quadro interno geralmente tendo a maior faixa de velocidadeseo quadro exterior o menor.A correspondência deve ser feita separadamente, com base na posição de instalação da peça de ensaio e nos requisitos de ensaio.

II) Pontos-chave de selecção

1. Selecção da gama de medição: deve satisfazer o requisito de "taxa angular máxima do fator de segurança DUT × (1.2~1.5) ".Isto evita um alcance insuficiente levando ao fracasso em completar testes extremos, enquantotambém evitar a extensão excessiva de desperdícioEspecificaçõese custos crescentes., seo máximotaxa angular do giroscópio MEMS em ensaioé ±200°/s, a faixa de taxa angulardo eixo correspondente doTaxaSe for utilizado para ensaios de navegação inercial de UAV, a taxa angular máximado dispositivo em ensaio pode atingir 800°/s,então umTaxaA utilização de uma tabela com um intervalo não inferior a ± 1000°/s (fator de segurança 1,25) deve ser selecionada.,a gama de velocidades de simulação de três eixos de alta precisão,TaxaTabelas é tipicamente 0,001 ° / s ~ 400 ° / s para o quadro interno, 0,001 ° / s ~ 300 ° / s para o quadro médio, e 0,001 ° / s ~ 200 ° / s para o quadro externo,que pode cobrir as necessidades de ensaio da maioria dos campos aeroespacial e industrial.

2Precisão e estabilidade: a precisão da taxa afeta directamente a precisão de calibração do dispositivo em teste (DUT),geralmente expressa como erro relativo.Os requisitos de precisão diferem entre as faixas de taxas;Por exemplo, quando ω ≤ 1°/s, a precisão precisa atingir 2 × 10−3⁽1° método de média), equando ω ≥ 10°/s, a precisão deve atingir 2 × 10−5 (método de média de 360°). A estabilidade da taxa determina a estabilidade do sinal durante o ensaio dinâmicoeDeve ser ajustado de acordo com a sensibilidade do DUT.Por exemplo, os testes de giroscópio de fibra óptica de alta precisão exigem umTaxaTabela com estabilidade de taxa ≤ 2 × 10−5 aevitarflutuações da taxa que introduzem erros de ensaio.

3.Considerações relativas a cenários especiais: Para ensaios a baixa velocidade (por exemplo, 0,001°/s~0,1°/s), deve prestar-se atenção à estabilidade daTaxaTabela a baixas velocidadesPara os ensaios de alta velocidade (por exemplo, ≥ 300°/s), deve prestar-se atenção à estabilidade doTaxaSistema de accionamento da mesa e desempenho de dissipação de calorPara evitar vibrações, superaquecimento e outros problemas que possam afetar a precisão do ensaioDurante a operação de alta velocidade.,A resolução da taxa angular deve corresponder aos requisitos do dispositivo em ensaio (DUT).Normalmente, oTaxaA resolução da taxa da tabela deve ser não inferior a 1/10 do DUTtaxa angularresolução.Por exemplo, se o DUTtaxa angularResolução: 0,001°/s,OTaxaA resolução da taxa da tabela deve ser de pelo menos 0,0001°/s. 

III. Aceleração: adaptável aos requisitos da simulação dinâmica,equilibrar a velocidade de resposta e a capacidade de carga.

(I) Core Definição e Seleção Core  

A aceleração angular refere-se à taxa de mudança develocidade angular de cada eixo de umTaxamesa,Medido em °/s2.Reflecte aTaxacapacidade de resposta dinâmica da tabela.O princípio de seleção do núcleo é "coincidir com a faixa de aceleração angular da peça de ensaioenquantoequilibrar oTaxaA aceleração angular determina diretamente se oTaxaA tabela pode simular as mudanças repentinas de posição da peça de ensaio em operação real,como a decolagem, a viragem e a travagem de emergência das aeronaves.O seu desempenho está estreitamente relacionado com aTaxaMotor de acionamento da mesa, mecanismo de transmissão e sistema de controlo.

II) Pontos-chave de selecção

1.MediçãoSelecção de faixa: Seguindo a mesma lógica quetaxa angularSeleção de intervalo, o intervaloDeve satisfazer o requisito de "aceleração angular máxima do componente medido × fator de segurança (1.2 a 1.5) ".Os requisitos de aceleração angular variam significativamente entre os diferentes componentes medidos.Por exemplo, a aceleração angular máxima de uma IMU industrial típica é de ±500°/s2,enquanto a aceleração angular máxima dos giroscópios aeroespaciais pode atingir mais de ±2000°/s2.O correspondenteTaxaA tabela deve ser selecionada com uma escala de aceleração angular de ± 600°/s2~± 3000°/s2., a aceleração angular máxima decom uma tensão máxima de 80 V,simulaçãoTaxaa tabela é tipicamente de ±2500°/s2 para o quadro interno, ±2000°/s2 para o quadro médio e ±1500°/s2 para o quadro externo,,que possam adaptar-se aos requisitos de ensaio dinâmico dos dispositivos de navegação inercial de ponta.

2Velocidade de resposta e linearidade: a velocidade de resposta da aceleração angular determina se oTaxaA tabela pode simular rapidamente mudanças repentinas de atitude.É necessário que corresponda ao tempo de resposta dinâmica do dispositivo em teste (DUT)., tanto mais adequado para testes de simulação dinâmica de alta velocidade.A linearidade da aceleração angular deve satisfazer os requisitos do ensaio.,normalmente exigindo uma linearidade ≤ ± 0,1%FS,Para evitar erros não-lineares que afetem a precisão dos dados de ensaio.,A segurança do transporte deve ser assegurada.Taxaaceleração e desaceleração da mesaparaevitar impactos durante a aceleração e desaceleraçãoquePode danificar o DUT ou apresentar erros de ensaio.

3. Cargas e influências estruturais: As prestações de aceleração angular de umTaxaTabela é afetada pelo peso e tamanho da carga;Quanto maior a carga,Quanto mais baixo o limite superior da aceleração angular.,quando se selecciona umTaxadeve ser considerado o peso e as dimensões de instalação da peça de trabalho;paraassegurar que oTaxaA mesa pode ainda atingir a gama de aceleração angular necessária sob carga nominal., sea peça de trabalho(incluindo ferramentas)pesa 45 kg,a)TaxaDeve ser selecionada uma mesa com uma carga nominal não inferior a 45 kg e capaz de atingir a aceleração angular alvo sob essa carga.Simultaneamente, a intersecção daTaxaOs três eixos da mesa (geralmente exigindo um raio interno de 0,5 mm) eA perpendicularidade do sistema do eixo deve ser considerada para evitar desvios na instalação da carga que afetem o desempenho da aceleração angular.

IV. Ângulo de balanço: abrange os ângulos de trabalhoatitudedo dispositivo em ensaio,Adaptação aos cenários de instalação e ensaio.

(I) Core Definição e Seleção Core

O intervalo de ângulos de balanço (intervalo de ângulos de rotação) refere-se ao intervalo de ângulos máximos que cada eixo doTaxaA mesa pode girar..É dividido em dois tipos: rotação contínua e ângulo limitado.O princípio central da selecção é "abrir todos osatitudesda peça de ensaio, tendo em conta o espaço de instalaçãoeOs três eixos de um eixo de trêsTaxaa tabela (geralmente eixo de rolagem, eixo de passo e eixo de inclinação) têm diferentes faixas de ângulo de balanço, eA selecção deve basear-se noatitudeRequisitos da peça de ensaio.Ao mesmo tempo, devem ser tidas em consideração as questões de interferência no eixoparaevitaratitudeLimitar conflitos quando vários eixos estão ligados.

II) Pontos-chave de selecção

1.MediçãoSeleção do intervalo: o intervalo deve abranger inteiramente o intervalo de posição de trabalho real do dispositivo em ensaio.paraevitar pontos cegos de atitude.,a gama de ângulos de inclinação de um sistema de navegação inercial de UAV é de ±90°, a gama de ângulos de inclinação é de ±180° e a gama de ângulos de rolagem é de ±360°,.O correspondenteTaxaA tabela deve ser selecionada com uma gama de ângulos de balanço de ± 90° no eixo de inclinação, ± 180° no eixo de inclinação e 360° na rotação contínua do eixo de rolagem.,a gama de ângulos de balanço pode ser reduzida adequadamente de acordo com os requisitos de calibraçãoparaNa prática, as aplicações,alguns três eixosTaxaTabelas suportam rotação contínua infinita de três eixos,que podem adaptar-se a cenários que exijam uma simulação completa da atitude,tais como os ensaios de simulação semifísica de aeronaves.

2Interferência do eixo e espaço de instalação:TaxaA forma da mesa é a seguinte: atenção à sua forma estrutural (por exemplo, uma U vertical-O-O estrutura)paraevitar interferências angulares durante a ligação multi-eixo,O que poderia impedir o alvoatitudeO que é que a Comissão está a fazer?,Considerar as dimensões de instalação da peça de ensaioparaA partir de 1 de Janeiro deTaxaTabela.Por exemplo, se a peça de ensaio for de 400 mm × 400 mm × 400 mm,,selecionar aTaxamesa com um espaço de instalação de carga não inferior a esse tamanhoparaevitar a limitação da gama de ângulos de balanço após a instalação.,A precisão do ângulo de balanço deve corresponder aos requisitos de ensaio,com um comprimento de diâmetro não superior a 50 mm,eprecisão de repetibilidade ≤ ± 0,0005°paragarantir a precisãoatitudeposicionamento.

3. Adaptação para cenários especiais: para cenários de ensaio que exijam rotação contínua a longo prazo (como os ensaios de estabilidade a longo prazo dos giroscópios), aTaxacom uma tensão de 80 V ou mais, mas não superior a 100 V,Para os cenários de calibração de alta precisão, o sistema deve ser equipado com uma função de auto-bloqueio para evitar desvios de posição durante a rotação.,Deve ser prestada atenção à precisão de rotação doTaxaTabela (normalmente ±0,001°~±0,002°)paraassegurar a precisão do posicionamento do ângulo de balanço.Ao mesmo tempoTaxapode ser selecionada uma tabela equipada com um codificador absoluto,que não requerem uma recalibração de zero após falha de alimentação,Melhorando assim a eficiência dos ensaios.

V. Selecção coordenada de três parâmetros principais: evitar armadilhaseConseguir a melhor correspondência

Taxa angular, aceleração e escala de ângulo de balanço não são seleções independentes;Os três devem ser combinados de forma coordenada..Além disso, as características do dispositivo em estudo, o cenário de ensaio e o orçamento de custosdeveConsiderar-se-á que é possível evitar as seguintes armadilhas de selecção comuns:

1.Concepção errada1: Quanto mais elevados os parâmetros, melhor.eO desempenho potencialmente desperdiçado.,Os ensaios normais de UMI industriais não exigem umTaxacom uma aceleração angular ≥ 2000°/s2 euma taxa angular≥ 400°/s.A selecção de equipamentos que correspondam aos parâmetros do dispositivo em ensaio é suficiente,Ao mesmo tempo que reduz os custos de aquisição e manutenção.

2. Mistério dois: Ignorar o desempenho de coordenação do eixo. Algumas seleções se concentram apenas em parâmetros de um único eixo,negligenciar a coordenação do desempenho durante a ligação multi-eixo,O que leva a problemas como a interferência da posição e a diminuição da precisão durante os testes.,OTaxao eixo único da mesataxa angulare aceleração podem satisfazer os requisitos,mas durante a ligação multi-eixo,O quadro exteriortaxa angularLimita a aceleração do quadro interno, fazendoÉ impossível completar simulações de atitude complexas.

3. Concepção errada 3: Ignorar os requisitos ambientais e normais.,Os três parâmetros principais doTaxaA tabela será afetada..Ao selecionar umTaxaA partir da tabela, é necessário escolher um tTaxaA Comissão considera que a proposta de directiva não é adequada para o ambiente.,É necessário seguir estritamente os padrões da indústria.Por exemplo, os testes militares devem cumprir normas como GJB 2884-97 e GJB 1801-93paraassegurar que os dados do ensaio são conformes e válidos.

4O grau de ortogonalidade dos três eixos do eixoTaxaTabela (sensibilidade do eixo transversal) afetará a precisão de medição dos três parâmetros principais.Idealmente, os três eixos devem ser completamente ortogonais.Na selecção real, deve prestar-se atenção ao índice de sensibilidade do eixo transversal (normalmente exigido para ser ≤ 1%).paraevitar que o movimento de um eixo interfira com a medição dos parâmetros de outros eixos.

VI. Resumo da selecção e sugestões práticas

Os princípios fundamentais para a selecção de um inercial de três eixosTaxaA selecção dos três parâmetros principais é feita através de um processo de selecção de parâmetros que se baseiam na procura, na correspondência de parâmetros e na consideração sinérgica.Taxa angular, aceleração e ângulo de balanço devem basear-se nos principais indicadores de desempenho do dispositivo em ensaio e no cenário de ensaio.Sugestões práticas específicas são as seguintes:

1.Investigação preliminar:Identificara velocidade angular, a aceleração e a posição de trabalho da peça de ensaio,listacenários de ensaio (estática/dinâmica, normal/extrema, ligação de um e vários eixos),determinar o fator de segurança e os requisitos de precisão,e revisar as normas relevantes da indústriaparaClarificar os requisitos de conformidade.

2- Parâmetro de correspondência: baseado no princípio do "parâmetro máximo da peça de ensaio × 1,2~1,5".,O intervalo dos três parâmetros principais é inicialmente determinado.Em seguida, combinado com detalhes como precisão, velocidade de resposta e capacidade de carga, oTaxaO modelo de tabela que satisfaz os requisitos é selecionado.É dada especial atenção às diferenças de parâmetros dos quadros interno, médio e externo, para assegurar quequecorrespondem à posição de instalação da peça de ensaio.

3Verificação do desempenho: Antes da selecção, o fabricante deve ser solicitado a apresentar um relatório de ensaio dos parâmetros.paraVerificar oTaxaPrecisão da velocidade da tabela, linearidade da aceleração angular, precisão do ângulo de balanço e outros indicadoresOs testes no local devem ser realizados se:Para o efeito, é necessário que os parâmetros respeitem as normas.,O desempenho doTaxaO sistema de acionamento da mesa, o sistema de controlo, os anéis de deslizamento condutores e outros componentes devem ser verificadosparaassegurar uma operação estável a longo prazo.

4Controle de custos: Sob a premissa de satisfazer os requisitos de ensaio,dar prioridade à seleção de equipamentos com parâmetros idênticos e desempenho estável para evitar a busca cega de parâmetros elevadoseA redução dos custos de desperdício,Considerar os custos de exploração e manutenção e de calibração do equipamento, eselecionar fabricantes com um bom serviço pós-venda eque cumpram as normas do setor para garantir o funcionamento fiável a longo prazo do equipamento.

Resumo,seleção de um inercial de três eixosTaxaA tabela é um projecto sistemático. A correspondência da taxa angularA eficiência e a precisão dos trabalhos de ensaio são directamente determinadas pelo intervalo de velocidade, aceleração e ângulo de balanço.e equilibrar desempenho e custopodeselecionar o equipamento mais adequado,Fornecer apoio fiável para a investigação, desenvolvimento, ensaios e calibração de dispositivos inerciais.