Brevet FR2619451A1 — publié le 19890217

UNITE DE MESURE POUR MESURER LES VITESSES ANGULAIRES D'UN MISSILE TOURNANT AUTOUR D'UN AXE PRINCIPAL L'invention se rapporte à une unité de mesure (référence de vitesses strapdown) pour mesurer les vitesses angulaires d'un missile (FK) tournant relativement rapidement autour d'un axe principal. Comme on le sait, une dits référence strapdown ne nécessite pas le servomécanisme compliqué d'une référence suspendue dans un cadre, telle qu'elle est par exemple publiée dans la demande de brevet allemand 32 33 029. Malgré cela, le'coût d'une référence strapdown est encore trop élevé en raison des capteurs coûteux et compliqués prévus pour les trois mouvements de rotation (1 axe de roulis 1, et 2 axes transversaux). Pour l'axe de roulis, en raison de la plage de mesure relativement grande et des exigences relatives aux concordances d'échelles, on préfère, en effet, un capteur fonctionnant selon l'effet Sagnac lorsqu'on exige un dispositif fiable et précis. Un tel capteur est constitué par un laser annulaire, ou peut être un capteur à fibres optiques ou un capteur à laser à résonateur micro-optique. Il n'est pas nécessaire de faire ressortir que des capteurs ainsi conçus pour un équipement triaxal complet sont encore trop coûteux et trop compliqués, mais que des capteurs de vitesses angulaires, plus simples et suffisamment précis pour les références Strapdown usuelles, ne sont pas encore disponibles d'après l'état actuel de la technique. Pour des références Strapdown triaxiales, la présente invention a pour objet de mettre au point un mode de réalisation sensiblement simplifié et de plus faible coût. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que dans l'un ou dans les deux axes transversaux du missile tournant, on combine à chaque fois un capteur d'accélérations angulaires au capteur de roulis du FS et que l'on détermine la vitesse angulaire dans les axes transversaux par calculs dans un micro-ordinateur. Le capteur de roulis peut être avantageusement un capteur fonctionnant selon l'effet Sagnac. Comme appareil mesurant les accélérations angulaires, on dispose respectivement selon l'invention un capteur micro- mécanique d'accélérations angulaires pour les axes transversaux sur une puce biaxiale et on les relie au micro-ordinateur. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, le capteur de roulis, les capteurs micro- mécaniques d'accélérations angulaires et le micro- ordinateur en même temps que la puce micro-mécanique biaxiale, sont disposés sur une platine électronique. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une vue schématique d'un FK tournant rapidement avec indication des axes transversaux non roulants (11, 12 du FK); la figure 2 représente les axes transversaux 11', 12' qui roulent avec le FK et qui sont tournés de l'angle de roulis 18 par rapport aux axes transversaux 11, 12 non roulants; la figure 3 est une vue schématique de la platine électronique qui forme la référence strapdown. Pour l'un ou les deux axes transversaux 11, 12 (figure 1), ce sont les capteurs d'accélérations angulaires 13, bien plus faciles à fabriquer, qui sont installés à la place des capteurs de vitesses utilisés jusqu'ici, et c'est la vitesse angulaire autour des axes de référence ne roulant pas et situés transversalement à l'axe de roulis, qui est calculée à l'aide d'un réseau calculateur ou d'un micro-ordinateur (micro-contrôleur) à partir des accélérations angulaires autour des axes transversaux 11', 12', et ce de la façon suivante: vitesse par rapport à l'axe transversal 11 = (1/vitesse de roulement) x (-sinus angle de roulis) x accélération angulaire de 11' + (1/vitesse de roulement) x (cosinus angle de roulis) x accélération angulaire de 12'; vitesse par rapport à l'axe transversal 12 = (1/vitesse de roulement) x (cosinus angle de roulis) x accélération angulaire de 11' + (1/vitesse de roulement) x (sinus angle de roulis) x accélération angulaire de 12'. En pareil cas, la vitesse de roulement peut être extrêmement variable attendu qu'elle est mesurée par le capteur de l'axe de roulis O10a. Il convient d'observer ici cependant que la conception proposée n'est pas utilisable en cas de vitesse de roulement extrêmement faible en raison du facteur (1/vitesse de roulement). Pour des vitesses de roulement moyennes et élevées, on peut recourir aux équations indiquées ci-dessus et pour des vitesses de roulement très élevées, on peut respectivement supprimer la seconde ligne de l'équation (après le "+") - et par conséquent aussi le capteur 13a pour l'accélération angulaire dans l'axe 12' -. Un moyen non négligeable pour réduire les frais de fabrication consiste à utiliser comme appareils de mesure des accélérations angulaires, desdits capteurs micro- mécaniques d'accélérations angulaires 13, 13a qui, à la manière des capteurs au silicium micro-mécaniques connus pour les accélérations en translation, sont fabriqués par une technologie de photo-gravure à un coût minimal par pièce. Dans le cas présent, la gamme des fréquences utiles des capteurs avec f = fréquence du roulis vitesse angulaire donnée par 13 et 13a est suffisamment réduite pour qu'une erreur du point zéro quasi stationnaire des capteurs d'accélérations angulaires 13, 13a soit sans importance. Un autre moyen de réduire les frais réside dans la combinaison, proposée ci-dessus, d'un capteur 14 à effet Sagnac et des deux capteurs micromécaniques d'accélérations angulaires 13, 13a résultant du montage, esquissé à la figure 2, de l'unité de mesure en une seule surface de référence. En pareil cas, les deux capteurs d'accélérations angulaires 13, 13a, réunis sur une puce micromécanique biaxiale 17, le micro-ordinateur 15 et le capteur 14à effet Sagnac sont disposés sur une platine électronique 16. De ce fait, la totalité du système de référence triaxial est installée sur un seul composant plat, à savoir la carte électronique. REVENDICATIONS 1. Unité de mesure pour mesurer les vitesses angulaires d'un missile (FK) tournant relativement rapidement autour d'un axe principal, caractérisée par le fait que dans l'un ou dans les deux axes transversaux (11,12) du missile tournant (10), on combine à chaque fois un capteur d'accélérations angulaires (13, 13a) au capteur de roulis (14) du FS et que l'on détermine la vitesse angulaire dans les axes transversaux par calculs dans un micro-ordinateur (15). 2. Unité de mesure selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le capteur de roulis (14) est un capteur fonctionnant suivant l'effet Sagnac. 3. Unité de mesure selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que, comme appareil mesurant les accélérations angulaires, on dispose respectivement un capteur micromécanique d'accélérations angulaires (13, 13a) pour les axes (11, 12) sur une puce biaxiale (17) et on les relie au micro-ordinateur (15). 4. Unité de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le capteur de roulis (14), les capteurs micromécaniques d'accélérations angulaires (13, 13a). et le micro- ordinateur (15) en même temps que la puce micromécanique biaxiale (17) sont disposés sur une platine électronique (16).