一種慣性測(cè)量裝置加速度測(cè)量通道全溫全動(dòng)態(tài)測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種慣性測(cè)量裝置加速度測(cè)量通道的測(cè)試方法，特別是一種慣性測(cè)量 裝置加速度測(cè)量通道在全溫全動(dòng)態(tài)范圍的測(cè)試方法，適用于慣性測(cè)量裝置加速度測(cè)量通道 的高精度標(biāo)定與驗(yàn)證，屬于慣性測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 慣性測(cè)量裝置的加速度測(cè)量通道通常要求在寬溫度范圍寬量程內(nèi)滿足高精度要 求，加速度測(cè)量通道包含加速度計(jì)儀表和加速度計(jì)模擬轉(zhuǎn)換電路，加速度計(jì)儀表可選擇溫 控方式滿足寬溫度范圍的精度要求，加速度計(jì)模擬轉(zhuǎn)換電路由于電子元器件隨溫度會(huì)有漂 移，因此需要建立加速度測(cè)量通道輸出與模擬轉(zhuǎn)換電路的溫度的模型式。該溫度模型通常 利用待測(cè)軸向的加速度通道朝"天"向，利用Ig加速度輸入時(shí)得到，但是溫箱中無(wú)法準(zhǔn)確的 給出小于或大于Ig輸入，因此無(wú)法對(duì)全量程范圍進(jìn)行精度評(píng)估。
[0003] 目前對(duì)于加速度測(cè)量通道寬溫度范圍寬量程的精度保證，通常選擇采用加速度計(jì) 儀表與其模擬轉(zhuǎn)換電路在分度頭與離屯、機(jī)上進(jìn)行聯(lián)合測(cè)試，在滿足輸出的線性度要求后， 將二者裝入慣性測(cè)量裝置。由于儀表、電路聯(lián)合測(cè)試與慣性測(cè)量裝置一級(jí)測(cè)試從熱環(huán)境、功 能采集等環(huán)境皆不一致，單表級(jí)的結(jié)果直接移植至慣性測(cè)量裝置級(jí)勢(shì)必引入一定誤差。此 夕tv胺性測(cè)量裝置一級(jí)僅能非常準(zhǔn)確的測(cè)試出Og和Ig加速度輸入時(shí)的精度，測(cè)試的覆蓋性 不夠，無(wú)法實(shí)現(xiàn)武器或空間航天器實(shí)際應(yīng)用慣性測(cè)量裝置時(shí)與地面測(cè)試的一致性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是；克服現(xiàn)有慣性測(cè)量裝置中加速度測(cè)量通道無(wú)法實(shí)現(xiàn)全 溫度全動(dòng)態(tài)范圍測(cè)試從而測(cè)試覆蓋性不全面的缺陷，提出了一種慣性測(cè)量裝置加速度測(cè)量 通道在全溫全動(dòng)態(tài)范圍的測(cè)試方法，本方法在大理石平板溫箱中，分別采用機(jī)械構(gòu)型方法 和高精度模擬量輸入法實(shí)現(xiàn)小于Ig和大于Ig輸入時(shí)加速度測(cè)量通道的測(cè)試方法。該測(cè)試 方法操作簡(jiǎn)單、實(shí)施方便，可W較好的實(shí)現(xiàn)慣性測(cè)量裝置中加速度測(cè)量通道的全溫全動(dòng)態(tài) 測(cè)試，從而實(shí)現(xiàn)了地面測(cè)試與武器、航天器實(shí)際使用時(shí)的天地一致性。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是；一種慣性測(cè)量裝置加速度測(cè)量通道全溫全動(dòng)態(tài)測(cè)試方 法，步驟如下：
[0006] (1)將慣性測(cè)量裝置放置于六面體工裝內(nèi)，并將六面體工裝放置于帶有大理石平 板的溫箱中，使慣性測(cè)量裝置中的加速度測(cè)量軸朝"天"向，此時(shí)加速度測(cè)量通道輸入為Ig; 所述"天"向沿地垂線指向天；所述加速度測(cè)量通道包括加速度計(jì)儀表和模數(shù)轉(zhuǎn)化電路；
[0007] (2)保持加速度計(jì)儀表溫度恒定，控制模數(shù)轉(zhuǎn)化電路的溫度上升，采集慣性測(cè)量裝 置加速度測(cè)量通道輸出值和加速度計(jì)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的溫度值，并利用采集到的輸出值和溫 度值，采用一階線性擬合方法得到加速度測(cè)量通道輸出溫度模型；Di= fi(T)，其中，Di為慣 性測(cè)量裝置加速度測(cè)量通道輸出，T為加速度計(jì)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的溫度；
[000引 （3)在六面體工裝內(nèi)，利用斜置工裝將慣性測(cè)量裝置形成S儀表斜置構(gòu)型，控制慣 性測(cè)量裝置加速度測(cè)量通道輸入小于Ig，利用步驟（2)中的方法得到加速度輸入小于Ig時(shí) 加速度測(cè)量通道輸出溫度模型；化二f 2訂），其中，化為加速度輸入小于Ig時(shí)加速度測(cè)量通 道輸出；
[0009] (4)將慣性測(cè)量裝置的加速度計(jì)儀表與其模數(shù)轉(zhuǎn)換電路分離，采用模擬量輸出源 直接將模擬量輸入給模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，使加速度測(cè)量通道輸入大于Ig，利用步驟（2)中的方 法得到加速度輸入大于Ig時(shí)加速度測(cè)量通道輸出溫度模型；〇3= f 3訂），其中，為加速度 輸入大于Ig時(shí)加速度測(cè)量通道輸出；
[0010] (5)分別計(jì)算步驟（4)和步驟（3)中加速度測(cè)量通道輸出溫度模型的斜率與步驟 (2)中加速度測(cè)量通道輸出溫度模型斜率的偏移量，若偏移量小于等于預(yù)設(shè)的闊值，則用步 驟（2)中的加速度測(cè)量通道輸出溫度模型代替相應(yīng)的加速度測(cè)量通道輸出溫度模型，若偏 移量大于預(yù)設(shè)的闊值，則保留原加速度測(cè)量通道輸出溫度模型；所述偏移量由公式：
[0011]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種慣性測(cè)量裝置加速度測(cè)量通道全溫全動(dòng)態(tài)測(cè)試方法，其特征在于步驟如下： (1) 將慣性測(cè)量裝置放置于六面體工裝內(nèi)，并將六面體工裝放置于帶有大理石平板的 溫箱中，使慣性測(cè)量裝置中的加速度測(cè)量軸朝"天"向，此時(shí)加速度測(cè)量通道輸入為Ig;所 述"天"向沿地垂線指向天；所述加速度測(cè)量通道包括加速度計(jì)儀表和模數(shù)轉(zhuǎn)化電路； (2) 保持加速度計(jì)儀表溫度恒定，控制模數(shù)轉(zhuǎn)化電路的溫度上升，采集慣性測(cè)量裝置 加速度測(cè)量通道輸出值和加速度計(jì)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的溫度值，并利用采集到的輸出值和溫度 值，采用一階線性擬合方法得到加速度測(cè)量通道輸出溫度模型；Di= fi(T)，其中，Di為慣性 測(cè)量裝置加速度測(cè)量通道輸出，T為加速度計(jì)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的溫度； (3) 在六面體工裝內(nèi)，利用斜置工裝將慣性測(cè)量裝置形成S儀表斜置構(gòu)型，控制慣性測(cè) 量裝置加速度測(cè)量通道輸入小于Ig，利用步驟（2)中的方法得到加速度輸入小于Ig時(shí)加速 度測(cè)量通道輸出溫度模型；化二f 2訂），其中，化為加速度輸入小于Ig時(shí)加速度測(cè)量通道輸 出； (4) 將慣性測(cè)量裝置的加速度計(jì)儀表與其模數(shù)轉(zhuǎn)換電路分離，采用模擬量輸出源直接 將模擬量輸入給模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，使加速度測(cè)量通道輸入大于Ig，利用步驟（2)中的方法得 到加速度輸入大于Ig時(shí)加速度測(cè)量通道輸出溫度模型；〇3= f 3訂），其中，為加速度輸入 大于Ig時(shí)加速度測(cè)量通道輸出； (5) 分別計(jì)算步驟（4)和步驟（3)中加速度測(cè)量通道輸出溫度模型的斜率與步驟（2) 中加速度測(cè)量通道輸出溫度模型斜率的偏移量，若偏移量小于等于預(yù)設(shè)的闊值，則用步驟 (2)中的加速度測(cè)量通道輸出溫度模型代替相應(yīng)的加速度測(cè)量通道輸出溫度模型，若偏移 量大于預(yù)設(shè)的闊值，則保留原加速度測(cè)量通道輸出溫度模型；所述偏移量由公式： M=料 k 給出，其中Ak為偏移量，k'為步驟（4)或步驟（3)中加速度測(cè)量通道輸出溫度模型 的斜率，k為步驟（2)中加速度測(cè)量通道輸出溫度模型的斜率； (6) 利用步驟（5)確定的加速度測(cè)量通道全溫全動(dòng)態(tài)輸出溫度模型完成慣性測(cè)量裝置 加速度測(cè)量通道的全溫全動(dòng)態(tài)測(cè)試。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種慣性測(cè)量裝置加速度測(cè)量通道全溫全動(dòng)態(tài)測(cè)試方法，其 特征在于；所述加速度測(cè)量通道中的加速度計(jì)儀表為石英提性加速度計(jì)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種慣性測(cè)量裝置加速度測(cè)量通道全溫全動(dòng)態(tài)測(cè)試方法，其 特征在于：所述步驟（2)中控制模數(shù)轉(zhuǎn)化電路的溫度上升時(shí)的溫變率為0°C A?30°C A。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種慣性測(cè)量裝置加速度測(cè)量通道全溫全動(dòng)態(tài)測(cè)試方法，其 特征在于：所述步驟（2)中的加速度計(jì)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括基于A/D轉(zhuǎn)換巧片的轉(zhuǎn)換電路、電 流/頻率轉(zhuǎn)換電路，即I/F轉(zhuǎn)換電路和電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路，即V/F轉(zhuǎn)換電路S種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種慣性測(cè)量裝置加速度測(cè)量通道全溫全動(dòng)態(tài)測(cè)試方法， 其特征在于；所述步驟（3)中的S儀表斜置構(gòu)型中，S儀表與"天"向的夾角均為a = 54° 44'08"，加速度測(cè)量通道輸入為^g，所述S儀表為慣性測(cè)量裝置中的S個(gè)加速度 計(jì)。
【專利摘要】一種慣性測(cè)量裝置加速度測(cè)量通道全溫全動(dòng)態(tài)測(cè)試方法，首先將慣性測(cè)量裝置翻轉(zhuǎn)至“天”向位置，此時(shí)加速度測(cè)量通道輸入為1g，計(jì)算獲取加速度測(cè)量通道輸出的溫度模型；然后利用斜置工裝將慣性測(cè)量裝置形成三儀表斜置構(gòu)型，此時(shí)加速度測(cè)量通道輸入小于1g；加速度計(jì)儀表與其模數(shù)轉(zhuǎn)換電路分離，采用高精度模擬量輸出源直接輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，使加速度測(cè)量通道輸入大于1g，最后驗(yàn)證小于1g輸入、大于1g輸入與1g輸入時(shí)加速度隨溫度輸出的一致性，確定加速度測(cè)量通道全溫全動(dòng)態(tài)輸出溫度模型。該測(cè)試方法操作簡(jiǎn)單、實(shí)施方便，可以較好的實(shí)現(xiàn)慣性測(cè)量裝置中加速度測(cè)量通道的全溫全動(dòng)態(tài)測(cè)試。
【IPC分類】G01C25-00, G01P21-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104596547
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510041206
【發(fā)明人】向政, 邢輝, 張紅, 朱紅生, 張峰, 劉玲, 紀(jì)娜
【申請(qǐng)人】北京航天時(shí)代光電科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年1月27日