Патент на изобретение №2300079

(54) ИНЕРЦИАЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР

(57) Реферат:

Изобретение относится к приборам ориентации и навигации подвижных объектов в виде летательных аппаратов, судов и т.д. и может быть использовано в системах ориентации и навигации сказанных подвижных объектов в качестве чувствительного элемента, выдающего информацию о двух компонентах вектора абсолютной угловой скорости и двух компонентах вектора кажущегося ускорения подвижных объектов по двум взаимно перпендикулярным его осям. Прибор содержит гироскоп и акселерометр, установленные на полом валу, который имеет шарикоподшипниковые опоры, ротор синхронного двигателя, растр оптического датчика положения, установленные на полом валу, статор синхронного двигателя, излучатель и светоприемник оптического датчика положения, установленные на корпусе прибора, а также платформу, жестко соединенную с полым валом, четыре катушки и круговые скользящие токоподводы. С гироскопом, акселерометром и полым валом связаны изолированные друг от друга контуры световолокон, входящих в состав интерферометров Маха-Цендера, и размещенных внутри катушек. Выходы фотоприемников интерферометров соединены со входами блоков, включающих по усилителю и фильтру, а выходы этих блоков соединены с первыми входами фазовых демодуляторов соответственно, второй вход первого фазового демодулятора соединен с выходом оптического датчика положения с нулевым начальным фазовым сдвигом, второй вход второго фазового демодулятора соединен с выходом оптического датчика положения с фазовым начальным сдвигом, равным 90°, выходы четырех фазовых демодуляторов соединены со входами четырех выходных блоков, содержащих по усилителю и фильтру, выходы которых являются выходами инерциального измерительного прибора. Техническим результатом является повышение точности определения измеряемых параметров и упрощение конструкции. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к приборам ориентации и навигации подвижных объектов (ПО) в виде летательных аппаратов, судов и т.д. и может быть использовано в системах ориентации и навигации указанных ПО в качестве чувствительного элемента, выдающего информацию о двух компонентах вектора абсолютной угловой скорости и двух компонентах вектора кажущегося ускорения ПО по двум взаимно перпендикулярным его осям.

Уровень техники в данной области характеризуется следующей информацией.

Известен гирокомпас на волоконно-оптическом гироскопе [1], включающий поворотную платформу, датчик положения поворотной платформы и волоконно-оптический гироскоп, содержащий чувствительный контур в виде волоконно-оптической катушки, установленной на платформе так, что ось чувствительности гироскопа, перпендикулярная плоскости витков катушки, является ортогональной к оси вращения платформы, при этом катушка установлена на платформе так, что ось ее магнитной чувствительности, расположенная в плоскости витков катушки, совпадает с осью вращения платформы.

Недостатком данного изобретения является возможность измерения только одного угла ориентации и относительно высокая стоимость датчика первичной информации – волоконно-оптического гироскопа.

Известен малогабаритный гироскопический инклинометр [2], предназначенный для измерения азимута и зенитного угла осевой линии наклонно-направленных скважин в заданных точках по всей их длине. Изобретение предназначено для использования в нефтегазовой промышленности и геофизике при исследовании траекторий скважин малого диаметра. Инклинометр содержит гироскоп, два маятниковых акселерометра, блок электроники для питания чувствительных элементов и передачи информации на наземную аппаратуру, прочную герметичную оболочку, систему виброгасителей и амортизаторов. Для механической и электрической связи с наземной аппаратурой используется каротажный кабель. Реверсивное вращение гироскопа на 180° в процессе измерений осуществляется двигателем постоянного тока через многоступенчатый редуктор, имеющий только один вал и одну ось, а стабильность ориентации гироскопа при измерениях обеспечивается за счет прижатия упора к базовым плоскостям с помощью одной пружины в обеих позициях, что позволяет использовать инклинометр в скважинах малого диаметра.

Недостатком этого устройства являются: невозможность повышения точности измерений из-за того, что производится реверсирование измерительных осей только единственного гироскопического датчика, без акселерометров, в силу чего погрешности маятниковых акселерометров не уменьшаются.

Известен инерциальный измерительный прибор [3]. Он принят за наиболее близкий аналог предлагаемого изобретения.

Инерциальный измерительный прибор, содержащий гироскоп и акселерометр, установленные на полом валу, который имеет шарикоподшипниковые опоры, ротор синхронного двигателя, растр оптического датчика положения, установленные на полом валу, статор синхронного двигателя, излучатель и светоприемник оптического датчика положения, установленные на корпусе прибора, гироскоп и акселерометр выполнены в виде двух удлиненных пластин, закрепленных своими средними частями на полом валу взаимно перпендикулярно так, что в первой из них плоская часть пластины расположена в плоскости, перпендикулярной оси полого вала, и соответствует гироскопу, а во второй из них плоская часть пластины расположена в плоскости, включающей ось полого вала, и соответствует акселерометру, при этом к каждой пластине к полому валу прикреплены изолированные друг от друга контуры световолокна, в каждом из которых один конец соединен со светоделителем, являющимся оптическим приемником, расположенным со стороны первого торца полого вала напротив излучающей поверхности светодиода, закрепленного на корпусе прибора, а вторые концы волоконно-оптических контуров соединены с изолированными друг от друга сумматорами света, расположенными на втором торце полого вала напротив соответствующих каждому из них двух фотоприемников, закрепленных на корпусе так, что каждый из них вместе со светодиодом, светоделителем, соответствующим контуром световолокна, сумматором света образуют два интерферометра Маха-Цендера, один интерферометр соответствует гироскопу, второй интерферометр – акселерометру, выход каждого фотоприемника соединен со входами первого и второго блоков, включающих по усилителю и фильтру, выходы этих блоков соединены с первыми входами первого и второго фазовых демодуляторов соответственно, второй вход первого фазового демодулятора соединен с выходом оптического датчика положения с нулевым начальным фазовым сдвигом, второй вход второго фазового демодулятора соединен с выходом оптического датчика положения с фазовым начальным сдвигом, равным 90°, выходы четырех фазовых демодуляторов соединены со входами четырех выходных блоков, содержащих по усилителю и фильтру, выходы двух из них являются выходами инерциального измерительного прибора по двум компонентам абсолютной угловой скорости подвижного объекта по осям, перпендикулярным оси вращения полого вала, выходы двух других выходных блоков являются выходами по двум компонентам кажущегося ускорения подвижного объекта по тем же осям.

Недостатками данного наиболее близкого аналога предлагаемого изобретения являются:

1. Необходимость разработки и изготовления сложной конструкции инерциального измерительного прибора в соответствии с патентом США №5099690. Это требует больших технико-экономических затрат и длительного времени для освоения и производства инерциального измерительного прибора, т.к. гироскоп и акселерометр в нем – это плоские пластины (балки), по-разному расположенные и соединенные жестко с полым валом.

2. Трудность выполнения балок, пронизанных волокном, с идентичными параметрами, что приводит к значительным погрешностям.

3. Невозможность использования промышленно освоенных функционально законченных однокомпонентных гироскопов и акселерометров для установки в виде готовых модулей на вращающемся валу вместо гироскопа и акселерометра по указанному в п.1 патента с целью повышения точности определения угловой скорости и кажущегося ускорения подвижного объекта путем использования их реверсирования. Это объясняется тем, что на вращающийся вал не подводятся напряжения от электрических источников питания в силу своеобразной конструкции гироскопа и акселерометра по патенту США.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности определения измеряемых параметров, упрощение конструкции инерциального измерительного прибора, позволяющей использовать освоенные промышленностью гироскопы и акселерометры в виде готовых сборок, снижение стоимости изготовления.

Сущность изобретения. Поставленная задача решается за счет того, что инерциальный измерительный прибор содержит гироскоп и акселерометр, установленные на полом валу, который имеет шарикоподшипниковые опоры, ротор синхронного двигателя, растр оптического датчика положения, установленные на полом валу, статор синхронного двигателя, излучатель и светоприемник оптического датчика положения, установленные на корпусе прибора, с гироскопом, акселерометром и полым валом связаны изолированные друг от друга контуры световолокон, в каждом контуре один конец соединен со светоделителем, являющимся оптическим приемником, расположенным напротив излучающей поверхности светодиода, вторые концы световолокон попарно соединены с сумматором света и расположены на торце полого вала напротив соответствующих каждому из них двух фотоприемников, закрепленных на корпусе так, что каждый из них вместе со светодиодом, светоделителем, соответствующим контуром световолокна, сумматором света образуют два интерферометра Маха-Цендера, один интерферометр соответствует гироскопу, второй интерферометр – акселерометру, выход каждого фотоприемника соединен со входами первого и второго блоков, включающих по усилителю и фильтру, выходы этих блоков соединены с первыми входами первого и второго фазовых демодуляторов соответственно, второй вход первого фазового демодулятора соединен с выходом оптического датчика положения с нулевым начальным фазовым сдвигом, второй вход второго фазового демодулятора соединен с выходом оптического датчика положения с фазовым начальным сдвигом, равным 90°, выходы четырех фазовых демодуляторов соединены со входами четырех выходных блоков, содержащих по усилителю и фильтру, выходы двух из них являются выходами инерциального измерительного прибора по двум компонентам абсолютной угловой скорости подвижного объекта по осям, перпендикулярным оси вращения полого вала, выходы двух других выходных блоков являются выходами по двум компонентам кажущегося ускорения подвижного объекта по тем же осям, также в состав прибора включены платформа, четыре катушки и круговые скользящие токоподводы, причем платформа жестко соединена с полым валом так, что ее плоскость перпендикулярна оси вращения полого вала, гироскоп и акселерометр закреплены на платформе таким образом, что их измерительные оси параллельны между собой и перпендикулярны оси вращения вала, выходы гироскопа и акселерометра включены в соответствующие цепи с соединенными встречно-последовательно парами катушек, которые жестко закреплены на платформе, катушки выполнены так, что внутри каждой из них размещены световолокна, входящие в состав интерферометров Маха-Цендера, светодиод и светоделитель которого жестко закреплены на платформе, круговые скользящие токоподводы установлены дополнительно между валом и корпусом для осуществления электрического питания силовых цепей светодиода, гироскопа и акселерометра, использованы однокомпонентные гироскоп и акселерометр в виде функционально завершенных готовых сборок.

На фиг.1 представлена кинематическая схема инерциального измерительного прибора. На фиг.2 представлена функциональная схема магнитооптического преобразователя с изменением параметров передаваемого света. На фиг.3 представлено устройство магнитооптического преобразователя. На фиг.4 представлена функциональная схема интерферометра Маха-Цендера. На фиг.5 представлена кинематика гироскопа на платформе, реагирующего на угловую скорость . На фиг.6 представлен график выходного сигнала гироскопа в зависимости от угла поворота платформы. На фиг.7 представлена кинематика акселерометра на платформе, реагирующего на кажущееся ускорение. На фиг.8 представлен график выходного сигнала акселерометра в зависимости от угла поворота платформы. На фиг.9 представлена функциональная схема устройства обработки сигналов гироскопа и акселерометра.

Предлагаемый измерительный прибор содержит: 1 – гироскоп, например, волоконно-оптический, фирмы Физоптика (Россия) или микромеханический ADXRS 150 фирмы Analog Devices, 2 – акселерометр, например ДЛУВД (Россия) или микромеханический ADXL 210 фирмы Analog Devices. Следовательно, это приборы, поставляемые промышленностью в виде готовых сборочных единиц. Позицией 3 обозначен полый вал, имеющий свободу вращения вокруг своей продольной оси, обеспечиваемую конструктивно посредством шарикоподшипниковых опор 4, 5, наружные кольца которых закреплены в корпусе прибора 6. На полом валу 3 жестко закреплена платформа 7, плоскость которой перпендикулярна продольной оси полого вала 3. На платформе 7 жестко закреплены гироскоп 1 и акселерометр 2, причем их измерительные оси параллельны между собой и перпендикулярны оси полого вала 3. На платформе 7 закреплены также четыре катушки 8, 9, 10, 11, причем 8 и 9 соединены встречно-последовательно с выходом гироскопа 1, а катушки 10 и 11 соединены встречно-последовательно с выходом акселерометра 2. На полом валу 3 также жестко закреплен растр 12 оптического датчика положения. Также в состав оптического датчика положения входит излучатель 13 и светоприемник 14, которые закреплены на корпусе прибора 6. Позицией 15 обозначен ротор синхронного двигателя, жестко соединенный с полым валом 3, а позицией 16 – его статор, закрепленный на корпусе прибора 6. Для электропитания гироскопа 1 и акселерометра 2 используются скользящие токоподводы, в состав которых входят токосъемные кольца 17, расположенные на полом валу 3, и токосъемники 18, расположенные на корпусе прибора 6. Интерферометры Маха-Цендера состоят из световолокон с изгибами 19, 20 и 21, 22, светодиода 23, светоделителя 24, сумматора света 25. Позициями 26 и 27 обозначены фотоприемники, установленные на корпусе прибора 6 напротив сумматора света 25. В устройство обработки сигналов, установленное на корпусе прибора 6, входят блок 28, содержащий усилитель и фильтр сигнала гироскопа 1, блок 29, содержащий усилитель и фильтр сигнала акселерометра 2, фазовые демодуляторы 30, 31, 32, 33 и блоки 34, 35, 36, 37, которые также содержат по усилителю и фильтру.

Ох1х2х3 – система координат, связанная с подвижным объектом, причем ось Ох1 совпадает с продольной осью подвижного объекта, ось Ох2 параллельна нормальной оси подвижного объекта, а Ох3 – параллельна поперечной оси подвижного объекта; Оу1у2у3 – система координат, связанная платформой 7. Измерительные оси гироскопа 1 и акселерометра 2 совпадают с осью Оу1. Платформа 7 имеет возможность поворота на угол относительно корпуса 6 подвижного объекта с угловой скоростью , задаваемой с помощью синхронного двигателя 16, 17, _х1, _х3 – компоненты абсолютной угловой скорости вращения подвижного объекта, W_х1, W_х3 – компоненты кажущегося ускорения точки О (фиг.1).

Инерциальный измерительный прибор устанавливается на борту подвижного объекта как можно ближе к центру масс. В процессе работы полый вал 3 с платформой 7 вращается вокруг продольной оси с частотой примерно 10_к, где _к – максимальная частота изменения угловой скорости подвижного объекта.

Работает инерциальный измерительный прибор следующим образом. Ротор синхронного двигателя 15 при подаче напряжения питания на статор 16 вращает полый вал 3, платформу 7 с гироскопом 1 и акселерометром 2 вокруг продольной оси. Свет подается со светодиода 23 на светоделитель 24. Со светоделителя 24 за счет световолокон 19, 20, 21, 22 через сумматор света 25 поступают световые лучи на фотоприемники 26 и 27. Светодиод 23 располагается на платформе, а фотоприемники 26 и 27 располагаются на корпусе прибора 6. Магнитооптические преобразователи представляют собой катушки 8, 9 и 10, 11, которые запитываются напряжением с выходов гироскопа 1 и акселерометра 2 соответственно. Световолокна 19, 20 и 21, 22 выполнены так, что проходят через катушки 8, 9 и 10, 11, которые создают магнитное поле, линейно зависящее от сигналов гироскопа 1 и акселерометра 2, и изменяют фазу световых волн, идущих по световолокном, пропорционально сигналам с выходов гироскопа 1 и акселерометра 2 соответственно. Катушки 8, 10 изменяют фазу в одних направлениях, а 9, 11 – в противоположных. Свет со светодиода 23 с помощью светоделителя 24 поступает на световолокна 19, 20, 21, 22. На сумматоре света 25 свет со световолокон 19 и 20 суммируется – интерферирует благодаря встречному перемещению волн в световолокнах 19 и 20, аналогично наблюдается интерференция света, идущего со световолокон 21, 22 за счет встречного перемещения волн в световолокнах 21 и 22. Интерферометр Маха-Цендера, связанный с гироскопом 1, полым валом 3 и платформой 7, состоит из светодиода 23, светоделителя 24, сумматора света 25, световолокон 19, 20. Интерферометр Маха-Цендера, связанный с акселерометром 2, полым валом 3 и платформой 7, состоит из светодиода 23, светоделителя 24, сумматора света 25, световолокон 21, 22. Фотоприемники 26 и 27 реагируют на изменения интерференционных картин на сумматоре света 25, в результате чего происходят фазочувствительные смещения в электрических сигналах. Полый вал 3 приводится во вращение с помощью ротора синхронного двигателя 15, что обеспечивает отсутствие механического контакта для этих целей. Информация об угловом положении полого вала 3 снимается с оптического датчика положения, состоящего из растра 12 и излучателя 13 со светоприемником 14. Источник электропитания находится на корпусе прибора 6 и соединен с гироскопом 1, акселерометром 2 и светодиодом 23 через скользящие токоподводы, в которых токосъемные кольца 17 расположены на полом валу 3, а токосъемники 18 – на корпусе прибора 6. Полый вал 3 поддерживается парой подшипников 4 и 5.

Светодиод 23 возбуждает световую волну в световолокнах 19, 20, 21, 22. В местах, где световолокна 19, 20, 21, 22 проходят через катушки 8, 9 и 10, 11, у световой волны изменяется фаза, и далее световая волна уже идет с измененной фазой. Свет в световолокнах 19, 20 и 21, 22 интерферирует на сумматоре света 25 и фиксируется на фотоприемниках 26, 27. По величинам и знакам фаз оценивается либо угловая скорость _у1 в случае со световолокнами 19, 20, либо кажущееся ускорение W_у1 в случае со световолокнами 21, 22.

На фиг.3 представлено устройство магнитооптического преобразователя, состоящее из катушки 8 и световолокна 20, которое является одномодовым и характеризуется тем, что по нему может распространяться только луч одной длины волны. Магнитная индукция, создаваемая катушкой 8, ускоряет (замедляет) распространение световой волны в световолокне 20 внутри катушки 8, в форме цилиндра и состоящей из большого числа витков проволоки, которые образуют винтовую линию, вследствие чего появляется смещение колебаний – разность фаз между фазой луча, прошедшего через катушку, и начальной фазой начального луча. Такое явление объясняется эффектом Фарадея: поворотом плоскости поляризации луча света, прошедшего через прозрачную среду, находящуюся в магнитном поле. Угол поляризации равен [4]:

где – постоянная Верде,

l – длина образца, находящегося в поле,

В – магнитная индукция в веществе.

Магнитная индукция В находится по формуле для точек на оси катушки [5]:

где – относительная проницаемость среды,

₀ – магнитная постоянная,

N – число витков,

L – длина катушки,

I – ток, протекающий по витку.

Значит, изменение фазы линейно зависит от магнитной индукции, которая в свою очередь линейно зависит от силы тока, а значит, и от угловой скорости _у1. Для катушки 9 и световолокна 19 работа аналогична лишь с той разницей, что смещение колебаний происходит в другую сторону относительно смещения колебаний в световолокне 20. Происходит это благодаря соединению катушек 8 и 9 встречно-последовательно.

Работа магнитооптического преобразователя, состоящего из катушек 10, 11 и световолокон 21, 22, аналогична работе магнитооптического преобразователя, состоящего из катушек 8, 9 и световолокон 19, 20 и описанного выше, только изменение фазы световой волны в световолокнах 19, 20 соответствует информации акселерометра 2 о кажущемся ускорении W_у1.

В качестве датчиков первичной информации используются гироскоп 1 и акселерометр 2, выходы которых аналоговые, пропорциональные измеряемым величинам – угловой скорости _у1 и кажущемуся ускорению W_у1 соответственно. Катушки 8, 9 и 10, 11 запитываются непосредственно с выходов гироскопа 1 и акселерометра соответственно и создают магнитные поля, изменяющиеся пропорционально измеряемым величинам (фиг.4).

Гироскоп 1 реагирует на входную скорость _у1. Результатом является возникновение выходного сигнала в виде напряжения на выходе гироскопа 1, определяемого величиной входной скорости _у1, мгновенным угловым положением самого гироскопа вокруг оси вращения , масштабным коэффициентом гироскопа (фиг.5). Взаимосвязь между величиной выходного сигнала гироскопа 1 и входной абсолютной угловой скорости _у1 в зависимости от углового положения полого вала 3 имеет форму синусоиды (фиг.6). Угловое положение, направление входной скорости _у1 или ее ортогональных компонентов _х1, _х3 определяются в зависимости от углового положения % полого вала 3 относительно корпуса прибора 6.

Акселерометр 2 реагирует на входное кажущееся ускорение W. Результатом является возникновение выходного сигнала в виде напряжения на выходе акселерометра 2, определяемого величиной измеряемого линейного ускорения W_у1, мгновенном угловым положением акселерометра 2 вокруг оси вращения, масштабным коэффициентом акселерометра (фиг.7). Взаимосвязь между величиной выходного сигнала акселерометра 2 и измеряемого кажущегося ускорения W в зависимости от углового положения полого вала 3 также имеет форму синусоиды (фиг.8). Угловое положение, направление измеряемого кажущегося линейного ускорения или его взаимно ортогональных компонентов W_х1, W_х3 определяются в зависимости от углового положения полого вала 3 относительно корпуса прибора 6.

Выходные сигналы гироскопа 1 и акселерометра 2 отображаются в виде компонентов X1 и Х3. При обработке информации используются сигналы оптического датчика положения, содержащего растр 12, излучатель 13, светоприемник 14, об угловом положении полого вала 3 и угловом положении нуля. Выходной сигнал с фотодетектора 26 проходит через блок 28 и далее сигнал передается на демодуляторы 30 и 31. Демодулятор 30 фиксирует некоторое положение вала и принимает его за ноль – 0° вдоль инерциальной оси X1, и демодулятор 31 – сигнал по ортогонально направленной оси Х3. Сигналы затем проходят через два блока 32 и 33 и создают выходные сигналы вдоль осей X1 и Х3. Подобным образом производят измерения сигналов акселерометра с фотодетектора 27, где для получения выходных сигналов по двум осям X1 и Х3 сигнал проходит через блок 29, демодуляторы 32 и 33 и два блока 36 и 37 (фиг.9).

Сигналы гироскопа 1 и акселерометра 2 по вышеописанной схеме поступают на устройства детектирования и обработки сигналов 26-37, с выхода которых выдается оценка абсолютной угловой скорости , и кажущегося ускорения , в системе координат, связанной с прибором.

При вращения вала с гироскопа поступает сигнал, состоящий из следующих составляющих:

1. Медленно меняющихся составляющих дрейфов гироскопов, которые становятся известными, так как накладываются на угловую скорость вращения платформы и смещают характеристику на некоторую постоянную величину, благодаря чему появляется возможность исключить ее влияние на результаты измерений.

2. Угловая скорость подвижного объекта – измеряемый сигнал, он накладывается на угловую скорость вращения платформы и при постоянной угловой скорости объекта имеет синусоидальную форму, причем максимальное значение эта составляющая сигнала будет иметь при совпадении измерительной оси прибора с угловой скоростью объекта, минимальным ее значение будет при таком повороте платформы, когда измерительная ось будет обратна угловой скорости, и нулевым при таком повороте платформы, что угол между измерительной осью и угловой скоростью равен 90°. Благодаря синусоидальному характеру сигнала его легко выделить из прочих составляющих.

3. Шумовая высокочастотная составляющая дрейфа компенсируется лишь частично, так как выделить ее из сигнала гироскопа достаточно сложно.

В результате получаем, что для случая вращения оси чувствительности гироскопа становится возможным полностью избавиться от медленно меняющихся составляющих дрейфа гироскопа, которые дают основную часть погрешностей прибора, а также от части шумовой составляющей сигнала.

Таким образом, поставленная задача решена. Точность определения измеряемых параметров повышена, а конструкция инерциального измерительного прибора упрощена благодаря использованию функционально завершенных сборочных единиц гироскопов и акселерометров вместо гироскопов и акселерометров в прототипе, выполненных в виде двух удлиненных пластин, закрепленных своими средними частями на полом валу взаимно перпендикулярно и расположению светодиода на платформе вместо расположения его на корпусе (в прототипе).

Источники информации

1. Логозинский В.Н., Соломатин В.А. Патент РФ №2080558, МКИ G01C 19/54. Волоконно-оптический гироскоп.

3. Herbert T. Califano, Patent Number USA 5099690 Fiber-optic giroscope accelerometer.

4. Волоконно-оптические датчики. Т.Окоси Т. и др.; Л.: Энергоатомиздат., 1991.

5. Справочное руководство по физике. Б.М.Яворский, Ю.А.Селезнев; М.: Наука, 1984.

Формула изобретения

1. Инерциальный измерительный прибор, содержащий гироскоп и акселерометр, установленные на полом валу, который имеет шарикоподшипниковые опоры, ротор синхронного двигателя, растр оптического датчика положения, установленные на полом валу, статор синхронного двигателя, излучатель и светоприемник оптического датчика положения, установленные на корпусе прибора, с гироскопом, акселерометром и полым валом связаны изолированные друг от друга контуры световолокон, в каждом контуре один конец соединен со светоделителем, являющимся оптическим приемником, расположенным напротив излучающей поверхности светодиода, вторые концы световолокон попарно соединены с сумматором света и расположены на торце полого вала напротив соответствующих каждому из них двух фотоприемников, закрепленных на корпусе так, что каждый из них вместе со светодиодом, светоделителем, соответствующим контуром световолокна, сумматором света образуют два интерферометра Маха-Цендера, один интерферометр соответствует гироскопу, второй интерферометр – акселерометру, выход каждого фотоприемника соединен со входами первого и второго блоков, включающих по усилителю и фильтру, выходы этих блоков соединены с первыми входами первого и второго фазовых демодуляторов соответственно, второй вход первого фазового демодулятора соединен с выходом оптического датчика положения с нулевым начальным фазовым сдвигом, второй вход второго фазового демодулятора соединен с выходом оптического датчика положения с фазовым начальным сдвигом, равным 90°, выходы четырех фазовых демодуляторов соединены со входами четырех выходных блоков, содержащих по усилителю и фильтру, выходы двух из них являются выходами инерциального измерительного прибора по двум компонентам абсолютной угловой скорости подвижного объекта по осям, перпендикулярным оси вращения полого вала, выходы двух других выходных блоков являются выходами по двум компонентам кажущегося ускорения подвижного объекта по тем же осям, отличающийся тем, что в состав прибора включены платформа, четыре катушки и круговые скользящие токоподводы, причем платформа жестко соединена с полым валом так, что ее плоскость перпендикулярна оси вращения полого вала, гироскоп и акселерометр закреплены на платформе таким образом, что их измерительные оси параллельны между собой и перпендикулярны оси вращения вала, выходы гироскопа и акселерометра включены в соответствующие цепи с соединенными встречно-последовательно парами катушек, которые жестко закреплены на платформе, катушки выполнены так, что внутри каждой из них размещены световолокна, входящие в состав интерферометров Маха-Цендера, светодиод и светоделитель которые жестко закреплены на платформе, круговые скользящие токоподводы установлены дополнительно между валом и корпусом для осуществления электрического питания силовых цепей светодиода, гироскопа и акселерометра.

2. Инерциальный измерительный прибор по п.1, отличающийся тем, что использованы однокомпонентные гироскоп и акселерометр в виде функционально завершенных готовых сборок.

РИСУНКИ