从加速度计测试技术研究看惯性仪表测试技术发展趋势

一方面从自身的加速度计测试工作的实践,另一方面从所了解的国内外有关情况及相关资料文献,进行综述,谈了对惯性仪表测试技术发展趋势的认识。

高g值加速度传感器的窄脉冲校准理论与方法

针对高g值加速度传感器动态特性校准中遇到的激励窄脉冲的宽度问题,提出了适用于高g值加速度传感器动态特性的窄脉冲校准准则。该准则给出了对不同谐振频率的高g值加速度传感器的动态特性进行校准时,校准所需的激励窄脉冲的最大脉冲宽度与传感器谐振频率的关系。依据该准则设计了窄脉冲校准系统,并对8309型高g值加速度传感器进行了校准实验。实验结果表明,该准则对于高g值加速度传感器频率响应特性的校准是有效的,按照该准则所定脉宽的脉冲能够激起被较准的高g值加速度传感器的各阶谐振频率。

高精度加速度计重力场标定试验方法

为标定高精度(10-6)的加速度计,提出了一种在双轴转台上进行正交双加速度计标定的试验方案,建立了正交双加速度计的g2观测模型;分析了正交双加速度计的模型系数相关性,在此基础上基于D-最优试验设计方法,针对加速度计多位置试验中模型方程的特殊形式,利用信息矩阵推导出了该试验计划的解析解。仿真试验和实测数据的估计结果均表明:双表试验辨识结果的标准差较小,参数的估计精度较高,优于传统的单表试验方法,双表试验能提高高精度加速度计的标定精度。

石英加速度计重力场试验定位基准问题与解决方案

介绍了石英加速度计在1g场测试过程中存在的定位问题,并针对该问题设计、实现了一种专用定位螺钉,该设计方案可用于仪表的反复安装和定位,有助于提高误差系数的重复性测试精度。

陀螺加速度计二次项系数K_2的离心机测试方法研究

提出了一种在带有反转平台的精密离心机上标定陀螺加速度计二次项系数K2的方法。阐述了其测试原理,指出这种带反转平台的测试原理改善了PIGA离心机测试的环境条件。所提出的测试方案和辨识方法解决了陀螺加速度计在精密离心机上进行高g测试时,受到离心机大臂旋转牵连运动影响的关键问题,并提出分离和精确标定陀螺加速度计二次非线性项系数K2的数据处理方法,解决了反转平台引入后造成的正弦输入问题。

旋转弹姿态解算方法研究

针对旋转弹姿态测试中导航误差随时间积累过快的问题,提出了由加速度计和磁强计构成组合测试系统。针对一种十二加速度计配置方案,利用拟牛顿法解决了姿态解算的问题。仿真结果表明,该算法能有效的抑制误差的积累,有助于提高导航精度。

基于小尺寸Hopkinson杆的动态校准系统

针对高g值高安装谐振频率加速度计动态校准过程中高g值窄脉冲加速度激励信号难以产生的难题,提出了基于小尺寸Hopkinson杆的动态校准系统。该系统采用压缩空气作为激励源,小尺寸精密校准杆作为加载装置来产生窄脉冲加速度激励信号,并通过轴向激光干涉仪进行激励信号的测量。且校准实验结果表明,该系统可以充分激起安装谐振频率为180kHz的高g值加速度计B&K 8309的高阶谐振频率,校准结果较为理想。

微小型Hopkinson杆的动态校准系统

针对常用Hopkinson杆动态校准系统进行高安装谐振频率高g值加速度计动态校准时激励脉宽不能满足要求,且幅频特性曲线工作频带内不平直的问题,本文提出了微小型Hopkinson杆的动态校准系统,该系统采用微小尺寸精密校准杆,并对传感器安装结构进行了改进,且实验证明该系统对高安装谐振频率的高g值压阻加速度计和B&K 8309高g值压电加速度计进行动态校准得到的幅频特性曲线较为理想。

高g值加速度计宽脉冲冲击校准准则

针对高g值加速度计冲击灵敏度绝对法校准中遇到的激励脉冲的宽度问题,以加速度计数学模型为基础,导出了适用于高g值加速度计冲击灵敏度校准的宽脉冲校准准则。该准则给出了对不同谐振频率的高g值加速度计的冲击灵敏度进行校准时,校准所需的激励宽脉冲的最小宽度与加速度计第一阶安装谐振频率、阻尼比及校准误差的关系。以Hopkinson杆校准系统为试验手段,通过988型高g值压电加速度计和SIMIT-AYZ-3型高g值压阻加速度计的校准试验数据验证了准则的正确性。该准则为高g值加速度计冲击灵敏度校准时激励脉冲宽度的确定提供了理论依据。

微加速度计动态离心测试数据采集系统设计

为了实现惯性导航或制导系统中微加速度计的动态飞行环境模拟考核,需要对精密静态离心机进行相应的机械和电气改造,并研制新的数据采集系统。文中报道了微加速度计动态离心测试数据采集系统的系统设计方案和软硬件实现,该系统基于虚拟仪器架构,可同时测试4只模拟或数字输出的微加速度计。误差分析表明:微加速度计输出电压为+2.5～-2.5 V时,综合测量精度优于2.5 mV;输出电压为+12.5～-12.5 V时,综合测量精度优于12.5 mV;采样时间间隔为20 ms时,各采样点与离心机控制器的同步性误差小于0.1 ms。

离心机的主要误差源对求取石英摆式加速度计非线性系数的影响

利用计算机数值仿真的方法估计了离心机的动态半径、转速稳定性误差、沿仪表输入轴(半径方向)失准角对求取石英摆式加速度计沿输入轴仪表的非线性系数的影响.

一种高精度加速度计标定方法

离心机标定能够持续提供大于1g的向心加速度,可以充分激励加速度计的高阶非线性项,已经成为标定高精度加速度计最常用的方法。但受试验设备误差的影响,传统的离心机标定模型精度较低,从而导致传统标定方法的标定精度较差,为此,本文提出了一种高精度加速度计标定方法。通过引入数理统计学中半参数回归的思想,将试验设备误差引起的系统误差视为非参数向量,建立了一种包含试验设备误差的高精度半参数标定模型,进而采用自然样条半参数估计法对待标定参数和非参数向量进行估计,消除试验设备误差对待标定参数标定精度的影响。仿真验证表明,所提方法可以有效估计由试验设备误差引起的系统误差,具有比传统标定方法更高的标定精度。

惯性仪表测试设备优缺点对比分析

本文主要首先对惯性仪表测试技术的国内外发展现状进行了分析,针对其中几种典型的惯性仪表测试设备进行优缺点对比分析比较,讨论分析现阶段惯性仪表测试技术和相关测试设备存在的问题。最后,针对惯性仪表测试技术现状和惯性仪表测试设备优缺点分析得出了惯性仪表测试技术的发展趋势。

加表量化精度对惯导平台误差系数辨识的影响

通过采用加表的输出以及由离心机半径、角速度、角位置所确定的向心加速度输入作为观测量的辨识方法,结合惯导平台的误差模型,仿真分析了加表量化精度对惯导平台误差系数辨识结果的影响。结果表明,加表量化精度越高,惯导平台误差系数的辨识精度越高。

离心机的主要误差源对求取石英摆式加速度计非线性系数的影响

本文用计算机数值仿真的方法估计了离心机的动态半径、转速稳定性误差、沿仪表输入轴（半径方向）失准角对求取石英摆式加速度计沿输入轴仪表的非线性系数的影响。