[发明专利]一种六维加速度传感器试验装置及其试验方法

说明书

本发明公开了一种六维加速度传感器试验装置及其试验方法，涉及六维加速度传感器领域，能够在相对法标定过程中，安装坐标系重合，角速度和线速度分别激励，并且传动稳定，避免干涉，运动方式调节方便。装置包括：转动系统、凸轮机构、螺旋传动系统、旋转机构、小平台、大平台。试验方法包括：多频率线加速度和角加速度同步标定、线加速度单独标定、角加速度单独标定、单频率线加速度和角加速度的同步标定、线加速度和角加速度的静态标定。本发明保证标准传感器和所标定传感器感应到的六维加速度完全相同，减小试验平台的振动，防止各运动方式间干涉，同时各测量方式调节方便，实现线加速度和角加速度的同步标定。

技术领域

本发明涉及六维加速度传感器领域，尤其涉及一种六维加速度传感器试验装置及其试验方法。

背景技术

六维加速度传感器试验装置是对传感器进行标定的装置，可以在明确所测信号输入与输出变换关系的前提下，通过实验利用某种标准器具对传感器的量值进行标定，及对新研制或生产的传感器进行全面的技术鉴定。目前国内外对六维加速度传感器的研究还处于探索阶段，各项性能还远远达不到应用要求，其中一个主要原因就是缺乏满足标定要求的六维加速度传感器试验装置。

六维加速度传感器的标定方法有绝对法和相对法两种，绝对法存在动态测量性能差、数值累积误差大、信噪比小、实现困难且成本高等缺点；至于相对法,由于目前单轴加速度计以及陀螺仪的测量精度较高，可将其作为标准加速度传感器，来获取试验装置加速度的六个分量，因此六维加速度传感器的相对法标定被普遍采用。

然而,六维加速度传感器试验装置在采用相对法标定过程中目前主要存在以下问题：(1)标准传感器与所标定传感器在试验装置上的安装坐标系无法保持重合，从而导致两者感应到的六维加速度不一致；(2)线加速度以及角加速度分别激励，无法实现六维加速度传感器的同步标定；(3)试验平台振动严重，传动不平稳，尤其是高频加速度输出时；(4)各运动方式间存在干涉；(5)运动方式变换调节不方便。

因此，现有技术中，缺乏一种六维加速度传感器试验装置，能解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种六维加速度传感器试验装置及其试验方法，在相对法标定过程中，安装坐标系重合，角速度和线速度分别激励，并且传动稳定，避免干涉，运动方式调节方便。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种六维加速度传感器试验装置，包括：转动系统、凸轮机构、螺旋传动系统、旋转机构、小平台、大平台。

小平台和大平台平行设置，大平台上设置相同的两套旋转机构,分别用于安装标准传感器和待标定传感器。

螺旋传动系统和小平台连接，螺旋传动系统带动小平台上的传动机构与大平台上的两个旋转机构同步连接或者同步分离。当小平台上的传动机构和旋转机构连接时，小平台的往复直线运动转化为旋转机构的转动,安装在旋转机构上的标准传感器和待标定传感器随着旋转机构转动。

小平台和大平台各自和一个转动系统以及一个凸轮机构配合，转动系统驱动凸轮机构转动，凸轮机构的从动件推动小平台或大平台做往复直线运动。

进一步的，转动系统包括电机、减速器，凸轮机构包括圆形凸轮和平底推杆，平底推杆为从动件，电机连接并驱动减速器，减速器的输出轴驱动圆形凸轮转动。

平底推杆一端连接圆形凸轮一端连接小平台或者大平台。圆形凸轮转动时，平底推杆带动小平台或者大平台做直线往复运动。

进一步的，螺旋传动系统包括手轮、丝杆、齿条连接板、齿条、小拖板。

旋转机构包括旋转轴和直齿轮，直齿轮安装在旋转轴外侧。丝杆两端通过支撑件和小平台固定连接，支撑件不影响丝杆的转动。丝杆螺杆的末端和手轮固定连接，丝杆螺纹和小拖板连接。小拖板上安装齿条连接板，齿条连接板的前端设置齿条，当齿条和直齿轮啮合时，小平台和旋转机构连接。