一种高精度、高分辨率石英扰性传感器的静态标定方法与流程
技术特征:
1.一种高精度、高分辨率石英扰性传感器的静态标定方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:利用牛顿迭代公式简化传统的加速计在地面重力下测试时的模型方程;
步骤2:利用分度回转台测量重力分量数据输入量;
步骤3:测量电压数据输出量;
步骤4:确定输入量和输出量关系以及传递函数;
步骤5:数据处理;
步骤6:偏值校正。
2.根据权利要求1所述的高精度、高分辨率石英扰性传感器的静态标定方法,其特征在于,步骤1具体为将传统的加速计在地面重力下测试时的模型方程
(1)
利用不同组的标定参数代入加速度传感器模型公式采用牛顿迭代公式进行数值计算,利用该方程不断进行迭代,逐渐向最优值靠近,最终将系数误差控制在指定的范围内,迭代的过程中利用最小二乘法来求解系数,将公式(1)最终简化为,
为标度因数 (2);
(3)。
3.根据权利要求2所述的高精度、高分辨率石英扰性传感器的静态标定方法,其特征在于,步骤2具体为,输入重力分量,其中为重力加速度分量,为失准角,对标定测试分度回转台“调零”,通电后进行测试并作记录为a0,设置分度回转台从“0”角度旋转某一角度后,且系统稳定后,测量设备开始测试并记录重力分量a1,a2,……an,记录完成后再次设置分度回转台从测量范围最大角度反向旋转某一角度后,且系统稳定后,测量设备开始测试且进行记录an’…a1’,最后返回“0”角度位置a0。
4.根据权利要求3所述的高精度、高分辨率石英扰性传感器的静态标定方法,其特征在于,步骤3具体为,将加速度测量数据通过数据处理软件解析后得到数据即电压值,在运行数据处理软件置标度参数为=1,偏值为,得到测量数据输出量。
5.根据权利要求4所述的高精度、高分辨率石英扰性传感器的静态标定方法,其特征在于,步骤4具体为,由受测产品测量的电压值作为输出量,采用重力倾角法进行标定,利用该坐标方向输出与输入加速度之间的一组对应数据,进行线性拟合即可得到测量加速度与电压的对应线性函数关系,并求出标度因数G1和G2,以及偏值b1和b2,比较G1与G2的差值是否等于0,如果不是则重新执行步骤3,如果是则比较b1与b2的差值,如果有偏差,并求其偏值平均值b=1/2(b1+b2),并对偏值进行修改,然后标定测试设备的安装角度带来的偏值b3,标定测试设备的水平最表于测试品台的夹角误差,采用三坐标测试偏值b4,对同角度测试数据不同旋转角度测量结果求差值,计算其安装面不平整度带来的偏值b5,对b3,b4和b5求和加入到拟合曲线b中。
6.根据权利要求5所述的高精度、高分辨率石英扰性传感器的静态标定方法,其特征在于,步骤5具体为,将测试原始数据导入到微重力仪地面数据处理软件,进行数据解析,得到每个测点采集数据的统计平均值,去除动态干扰;导入到Origin软件中进行处理,利用Origin软件进行一阶线性拟合即最小二乘法,得到不同通道传感器在不同方向标定状态下的输入加速度与输出电压之间的关系方程及线性度,拟合关系方程形式为:对每一个通道进行标定数据线性拟合处理,
地面测试时,按照受测产品坐标指天或指地状态不同应用不同公式;
对于同一通道不同方向标度因数进行平均,偏值进行平均,得到最终待测通道的标定方程,作为在轨使用公式;
利用处理后的数据进行各个误差项的解算并进行误差分析与误差补偿。
7.根据权利要求6所述的高精度、高分辨率石英扰性传感器的静态标定方法,其特征在于,步骤6具体为,对安装残角进行测试,然后对测试数据绝对值加权平均计入偏值中,零偏值与测量指标比较做预估实际计算,传感器漂移指标为月综合误差50µg0,不计入偏值中。
8.根据权利要求7所述的高精度、高分辨率石英扰性传感器的静态标定方法,其特征在于,当综合误差最大不超过0.36mg0,按小量程(-10~+10)mg0作参考,允许偏差±1mg0,测量精确度误差为3.6%,同样满足设计指标要求±10%以内时候,则步骤6还包括对误差补偿采用回归测试对标定函数进行修正。
技术研发人员:李增科,雷军刚,李云鹏,胡向宇,张竞,刘泽
技术所有人:兰州空间技术物理研究所
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