Compensation of temperature errors in the components of computerised systems of control and orientation of objects
Keywords:
accelerometer, mathematical model, error, temperature, method of compensation, object orientation, computerized systemAbstract
Purpose. The aim of the given work is the application of the method of compensation of temperature of errors of the given work for decreasing temperature drift of primary converter of accelerometer.
Methodology. The work investigated mathematical modelling of inclinometric converter realised on the base of the block of two-axial accelerometer, taking into account temperature drift of primary converters of the block of accelerometer approximated by linear functions. Compensation of temperature error components of computerised systems is completed according to previously experimental researches of primary converters of accelerometer. At deflection angle from a vertical such data are defined as temperature drift of primary converters with the following account of defining required angles of orientation. Experimental researches were held in a heat chamber making a real temperature conditions.
Findings. We have elaborated mathematical model of two-axial block of accelerometer for inclinometer of computerised system of control of objects orientation. Mathematical model takes into account temperature drift of primary converters approximated by linear functions. We have offered the methods of defining coefficients describing the law of temperature drift of primary converters using experimental data. The results of experimental research show that accounting of temperature drift of accelerometer block ranging allow considerably to decrease error measuring the angles of objects orientation.
Originality. The method of compensation of temperature errors in the components of computerised systems of objects orientation has been developed treating the measurement results under operating conditions and which allows increasing the accuracy of angular parameters measurement of special orientation.
Practical importance lies in the development of mathematical model based on the inclinometer converters realised on the base of the block of two-axial accelerometer to control special orientation of objects. The application of the method of compensation of temperature errors in the components of computerised systems of control of objects orientation with microprocessor equipment will allow to improve technical characteristics of primary converters and to increase the accuracy of defining the angles of orientation of controlled objects.
References
Алексеева, В. В. Метод компенсации температурной погрешности коэффициента преобразования прецизионных акселерометров / В. В. Алексеева, Д. А. Скаморин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет», – 2009. – Вып №1(9). – С. 118 – 123.
Alekseeva V. V., Ckamorin D. A. Metod kompensatsii temperaturnoy pogreshnosti koyeffitsienta preobrazovania pretsizionnykh akselerometrov [Method of compensation temperature error coefficient conversion precision accelerometers]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Povolzhskiy region. Tekhnicheskie nauki. – News of Higher Schools. Volga region. Technical science. – «Penzenckiy gocudarstvennyi universitet» – «Penza State University», 2009, no1(9), pp. 118-123.
Алексеева, В. В. О совершенствовании способов и методик компенсации влияния изменений температуры окружающей среды на коэффициент преобразования высокоточных акселерометров / В. В. Алексеева // Труды Международного симпозиума «Надежность и качество», – 2011. – Том 2. – С. 1 – 10.
Alekseeva V. V., O sovershenstvovanii sposobov i metodik kompensatsii vliyaniya izmeneniy temperatury okruzhayushchey sredy na koeffitsient preobrazovania vycokotochnykh akselerometrov [On improvement of methods and techniques compensate for the effect of changes in ambient temperature on the conversion factor of precision accelerometers]. Trudy Mezhdunarodnogo simpoziuma «Nadezhnost i kachestvo» – Proceedings of the International Symposium «Reliability and quality», 2011, tom 2, pp. 1-10.
Ковшов, Г. Н. Инклинометры (Основы теории и проектирования) / Г. Н. Ковшов, Р. И. Алимбеков, А. В. Жибер. Уфа: Гилем, 1998.380 с.
Kovshov G. N., Alimbekov R. I., Zhiber A. V., Inklinometry (Osnovy teorii i proektirovaniya) [Inclinometers (Basic theory and design)]. Ufa, Gilem Publ., 1998. 380p.
Ковшов, В. Д. Датчик угла наклона на основе интегрального акселерометра: реализация и исследование характеристик / Ковшов В. Д., Хакимьянов М. И., Сакаев А. Ф. // Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий: сб. науч. ст., Уфа: Уфимский государственный нефтяной технический университет, – 2005. – С. 61 – 65.
Kovshov V. D., Xakimianov M. I., Sakaev A. F. Datchik ugla naklona na osnove integralnogo akselerometra: realizatsia i issledovanie kharakterictik [Tilt sensor based on the integrated accelerometer: the implementation and study characteristics]. Elektrotekhnologii, elektroprivod i elektrooborudovanie predpriyatiy: sb. nauch. st. – Electrotechnology, electric and electrical enterprises: interuniversity collection of scientific articles. Ufa State Petroleum Technological University, 2005, pp. 61-65.
Ковшов, Г. Н. Датчики крена для грузовых машин. / Г. Н. Ковшов, А. В. Садовникова, Л. И. Живцова // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. – 2010. – №10. – С. 35 – 40.
Kovshov G. N., Sadovnikova A. V., Zhivtsova L. I. Datchiki krena dlia gruzovykh mashin. [Tilt sensor for trucks] Visnyk Prydniprovskoi derzhavnoi akademii budivnytstva ta arkhitektury – Visnyk of Pridneprovsk State Academy of Civil Engeneering and Architecture, 2010, no.10, pp. 35 – 40.
Лоусон, Ч. Численное решение задач методом наименьших квадратов / Ч. Лоусон, Р. Хентон. – М.: Наука – 1986. – 656 с.
Louson CH., Khenton R. Chislennoe reshenie zadach metodom naimenshikh kvadratov [Numerical solution of the least squares method]. Moscow, Nauka Publ., 1986. 656p.
Миловзоров, Д. Г. О полиномной коррекции температурных погрешностей акселерометрических датчиков / Миловзоров Д. Г., Морозова Е. С., Ковшов Г. Н., Ужеловский А. В. // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета, 2014. – Т. 18. №1(62). – С. 145 – 149.
Milovzorov D. G., Morozova E. S., Kovchov G. N., Uzhelovskiy A. V. O polinomnoy korektsii temperaturnykh pogreshnoctey akcelerometricheckikh datchukov [Polynomial correction accelerometer sensor temperature error]. Vestnik Ufimskogo gosydarstvennogo aviatsionnogo yniversiteta [Bulletin of Ufa state aviation technical university], 2014, vol.18, no. 1(65), pp. 145 – 149.
Садовникова, А. В. Теоретическое обоснование, методы и устройства преобразования с цифровой коррекцией параметров наклонов для систем управления объектов: диссертация канд. тех. наук: 05.13.05 / Садовникова Александра Владимировна; Одесский национальный политехнический университет. – Одесса, 2006. – 172 с.
Sadovnikova A. V. Teoreticheskoe obosnovanie, metody i ustroystva preobrazovaniya s tsifrovoy korrektsiey parametrov naklonov dlia system upravlenia obektov: dissertatsiya kandidata tekh. nauk.: 05.13.05 [Theoretical substantiation, methods and devices of transformation with digital correction parameters of inclinations for control systems of objects orientation: The dissertation research of obtaining scientific degree of candidate of engineering science in speciality 05.13.05]. Odessa, 2006, 172 p.
Слива, Е. С. Коррекция по температуре измерительных преобразователей физических величин на базе микроконтроллера MSP430F149 фирмы Texas Instruments // Chip news Украина. Инженерная микроэлектроника. – 2001. – №5. – С.12 – 16.
Sliva E. S. Korrektsia po temperature izmeritelnyukh preobrazovateley fizicheskikh velichin na baze mikrocontrollera MSP430F149 firmy Texas Instruments [Correction for temperature transducers of physical quantities based on MSP430F149 microcontroller from Texas Instruments] Chip news Ukraine. Inzhenernaya mikroelektronika. – 2001. – no. 5. – P.12 – 16.
Сушинский, В. А. Развитие и применение технических средств безопасности грузоподъемных машин. [Электронный ресурс] / В. А. Сушинский // Подъемно – транспортное дело. Эксплуатация, безопасность, экология. – 2008. – № 5. – С. 10 – 13. Режим доступа: http://www.nppego.com/Libr/Pressa/PTD/PTD_5_2008.pdf. – Загл. с экрана. – Проверено : 3.11.15.
Sushinskiy V. A. Razvitie i priminenie texnicheskikh sredstv bezopasnosti gruzopodemnykh mashin [Development and application of technical security of lifting equipment]. Podemno-transportnoe delo. Ekspluatatsiya, bezopasnost, ekologia – Lifting - transport business. Operating, safety, ecology, 2008, no. 5, pp. 10 – 13. Available at: http://www.nppego.com/Libr/Pressa/PTD/PTD_5_2008.pdf. (Accessed 3 November 2015).
Внедрение автоматизированных систем контроля угла наклона в конструкцию аэродромных грузоподъемных механизмов. [Электронный ресурс] / И. В. Курганников, А. В. Великанов, М. М. Боков, Е. В. Иванов // VII Международная студенческая электронная научная конференция «Студенческий научный форум» – 2015. – Режим доступу: http://www.scienceforum.ru/2015/1191/12468. – Загл. с экрана. – Проверено : 3.11.15.
Kurgannikov I. V., Velikanov A. V., Bokov M. M., Ivanov E. V. Vnedrenie avtomatizirovannykh sistem kontrolia ugla naklona v konstruktsiyu aerodromnykh gruzopodmnykh mekhanizmov [The introduction of automated systems of control of the tilt angle in the aerodrome design of lifting devices].. VII Mezhdunarodnaya ctudencheckaya elektronnaya nauchnaya konferentsiya «Studencheskiy nauchnyy forum» – VII International Student electronic scientific conference «Student scientific forum», 2015, Available at: http://www.scienceforum.ru/2015/1191/12468 (Accessed 3 November 2015).
ADXL103/203. Precision ±1,7 g, ±5 g, ±18 g Single-/Dual-Axis iMems Accelerometer [Virtual Resource]: Analog Devices, Inc. – 2004-2014. – Access Mode http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADXL103_203.pdf. – Title from Screen. – Date of Access: 1 November 2015.
ADXL103/203. Precision ±1,7 g, ±5 g, ±18 g Single-/Dual-Axis iMems Accelerometer. ADXL103/203. Precision ±1,7 g, ±5 g, ±18 g Single-/Dual-Axis iMems Accelerometer. Analog Devices, Inc. – 2004 – 2014. – Available at: http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADXL103_203.pdf. (Accessed 1 November 2015).
Downloads
Issue
Section
License
Редакція Видання категорично засуджує прояви плагіату в статтях та вживає всіх можливих заходів для його недопущення. Плагіат розглядається як форма порушення авторських прав і наукової етики.
При виявлені у статті більш ніж 25% запозиченого тексту без відповідних посилань та використання лапок, стаття кваліфікується як така, що містить плагіат. У цьому випадку стаття більше не розглядається редакцією, а автор отримує перше попередження.
Автори, в статтях яких повторно виявлено плагіат, не зможуть публікуватися в усіх журналах Видавництва ДВНЗ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури».
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
