一種用電渦流傳感器測量多框架吊艙內框架角度的方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種用電禍流傳感器測量多框架吊艙內框架角度的方法，屬于多框架 吊艙控制技術領域。
【背景技術】
[0002] 光電吊艙W速率穩定原理保持其內部平臺在運動過程中穩定，利用平臺上的載荷 (可將光攝像機、紅外熱像儀、激光測距器等）獲取目標的影像、距離等信息，完成目標的識 另IJ、跟蹤與定位。根據載荷的配備廣泛應用在航空拍攝、軍事偵察、邊界巡邏、捜索救援、安 全執法等領域。光電吊艙的性能主要體現在紅外、可見光的探測距離和激光器的測距能力。 該些性能在載荷自身滿足的條件下，則由光電吊艙的穩定精度決定。目前，國外光電吊艙的 穩定精度能夠達到3微弧（相當于1千米遠的目標僅晃動3毫米），相應的測距能力可達 30千米。而國內光電吊艙的穩定精度為25微弧，測距能力為15千米，差距較大。
[0003] 多框架光電吊艙是光電吊艙設備的主流形式，是指對同一個軸利用內外兩層框架 穩定；外框架抵御風阻，初級減振；內框架實現更高的穩定精度。在外框架相同的情況下， 內框架的穩定精度決定了整個多框架光電吊艙的穩定精度。目前國內外的多框架光電吊艙 內框架均利用編碼器或旋轉變壓器器件測量角度。首先，內框架角度小，一般小于±3°。 而編碼器或旋轉變壓器均為全周測量器件，所W利用上述器件測角時會帶來體積、重量和 量程上的浪費。其次，編碼器和旋轉變壓器應用時都需要相應的軸端支撐，會引入摩擦，而 摩擦力是影響平臺穩定精度的主要因素。目前急需一種能夠減小摩擦力的多框架吊艙內框 架角度高精度測量方法。
【發明內容】
[0004] 本發明技術解決問題是；針對現有技術的不足，提供了一種用電禍流傳感器測量 多框架吊艙內框架角度的方法，通過在多框架光電吊艙的內框架中采用電禍流傳感器和精 確的運算，獲得高精度的多框架吊艙角度測量值。
[0005] 本發明的技術解決方案：
[0006] 一種用電禍流傳感器測量多框架吊艙內框架角度的方法：
[0007] 將電禍流傳感器和感應鋼片分別安裝于待測內框架和該內框架的安裝框架上； [000引當待測內框架相對于其安裝框架進行轉動時，電禍流傳感器相對于感應鋼片的距 離發生變化，電禍流傳感器輸出與距離變化相關的電壓信號V ;
[0009] 電禍流傳感器輸出的電壓信號通過濾波和模數轉換，同時根據電禍流傳感器的比 例因子和模數轉換的放大系數計算電禍流傳感器和感應鋼片距離h ;
[0010] 根據電禍流傳感器和感應鋼片的距離h，計算待測內框架和該內框架的安裝框架 間的角度。
[0011] 所述電禍流傳感器的安裝位置距離待測內框架的軸屯、的長度為Ri，所述Ri為 八| ^ 56/)，其中Li為電禍流傳感器的量程、0為所需測量的角度范圍、所述Ri滿足不 等式的前提下，而的取值應該盡量靠近5^：);
[0012] 所述計算電禍流傳感器和感應鋼片距離A = ^，其中，ki表示電禍流傳感器的比 例因子，n表示模數轉換的位數，n表示模數轉換的輸入電壓范圍。
[0013] 所述根據電禍流傳感器和感應鋼片的距離h，計算待測內框架和該內框架的安裝 框架間的角度0的具體實現方式如下：
[0014] (4a)計算感應鋼片所在的直線與待測內框架的軸屯、和鋼片連線的夾角a ;
[0015]
【主權項】
1. 一種用電渦流傳感器測量多框架吊艙內框架角度的方法，其特征在于： 將電渦流傳感器和感應鋼片分別安裝于待測內框架和該內框架的安裝框架上； 當待測內框架相對于其安裝框架進行轉動時，電渦流傳感器相對于感應鋼片的距離發 生變化，電渦流傳感器輸出與距離變化相關的電壓信號V; 電渦流傳感器輸出的電壓信號通過濾波和模數轉換，同時根據電渦流傳感器的比例因 子和模數轉換的放大系數計算電渦流傳感器和感應鋼片距離h; 根據電渦流傳感器和感應鋼片的距離h，計算待測內框架和該內框架的安裝框架間的 角度。
2. 根據權利要求1所述的一種用電渦流傳感器測量多框架吊艙內框架角度的方法， 其特征在于：所述電渦流傳感器的安裝位置距離待測內框架的軸心的長度為&，所述札為
，其中U為電渦流傳感器的量程、0為所需測量的角度范圍，所述I滿足不 等式的前提下，&的取值應該盡量靠近
3. 根據權利要求2所述的一種用電渦流傳感器測量多框架吊艙內框架角度的方法，其 特征在于：所述計算電渦流傳感器和感應鋼片距離
其中，&表示電渦流傳感器的 比例因子，n表示模數轉換的位數，n表示模數轉換的輸入電壓范圍。
4. 根據權利要求3所述的一種用電渦流傳感器測量多框架吊艙內框架角度的方法，其 特征在于：所述根據電渦流傳感器和感應鋼片的距離h，計算待測內框架和該內框架的安 裝框架間的角度0的具體實現方式如下： (4a)計算感應鋼片所在的直線與待測內框架的軸心和鋼片連線的夾角a:
其中，L3表示電渦流傳感器距離感應鋼片的最小距離； (4b)利用步驟（4a)中得到的夾角a和距離h，計算待測內框架和該內框架的安裝框 架間的角度0 :
5. 根據權利要求4所述的一種用電渦流傳感器測量多框架吊艙內框架角度的方法， 其特征在于：所述的待測內框架和該內框架的安裝框架間的角度0，在測量精度要求較低 時，可以利用簡化公式進行計算，簡化公式為：
6. 根據權利要求5所述的一種用電渦流傳感器測量多框架吊艙內框架角度的 方法，其特征在于：所述的感應鋼片和電渦流傳感器的安裝位置可以互換，分別安裝 于待測內框架和該內框架的安裝框架上，待測內框架和該內框架的安裝框架的夾角
>，其中a:為電渦流傳感器所在的直線與 待測內框架的軸心和電渦流傳感器連線的夾角；
【專利摘要】本發明公開了一種用電渦流傳感器測量多框架吊艙內框架角度的方法，包括步驟如下：將電渦流傳感器和感應鋼片分別安裝于待測內框架和該內框架的安裝框架上；當待測內框架相對于其安裝框架進行轉動時，電渦流傳感器相對于感應鋼片的距離發生變化，電渦流傳感器輸出與距離變化相關的電壓信號V；電渦流傳感器輸出的電壓信號通過濾波和模數轉換，同時根據電渦流傳感器的比例因子和模數轉換的放大系數計算電渦流傳感器和感應鋼片距離h；根據電渦流傳感器和感應鋼片的距離h，計算待測內框架和該內框架的安裝框架間的角度。本發明可以減小多框架吊艙系統的體積與重量，可以減小摩擦力以及能夠獲得高精度的角度測量。
【IPC分類】G01B7-30
【公開號】CN104567653
【申請號】CN201410830428
【發明人】丁偉, 朱娜, 耿欣, 丁祝順
【申請人】北京航天控制儀器研究所
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月26日