[发明专利]一种离心机初始对准误差的测量方法

说明书

本发明提供了一种离心机初始对准误差的测量方法，属于惯性仪表测试技术领域。本发明中的离心机由一个主轴和三个工作台构成，首先利用经纬仪将离心机主轴轴线、工作台轴线、经纬仪视准轴轴线调整在同一铅垂平面内，通过主轴旋转90°计算出经纬仪中心距主轴轴线的距离，之后控制主轴和工作台旋转不同角度，通过经纬仪分别对准工装的两条棱线测量其水平角，最后通过最小二乘辨识出两条竖直棱线的水平坐标，计算出离心机初始对准误差。本发明能够准确和高效地测量离心机上安装加速度计工装的初始对准误差，从而保证加速度计测试时在离心机上的对准精度，无需进行反复测试调整和计算。

技术领域

本发明涉及一种离心机初始对准误差的测量方法，属于惯性仪表测试技术领域。

背景技术

惯性仪表是惯性导航系统中重要的组成部分，其中加速度计可以实时测量载体在运动空间内所受的加速度，其精度直接决定了最终导航的精度。因此对加速度计开展大量程、高动态的测试，用来模拟真实使用环境十分必要。精密离心机可以产生远高于重力场的加速度，能够真实测试加速度计在高过载环境下的性能，有效的激励加速度计的非线性误差项，提高加速度计的标定精度。

离心机主要由主轴提供匀角速度ω，当加速度计敏感中心到主轴回转轴线的距离为R，加速度计的输入轴指向并垂直离心机的主轴回转轴线时，离心机可以为加速度计提供Rω²的向心加速度输入。显然，当加速度计的输入轴不能准确指向并垂直回转轴线，即出现对准误差时，加速度计的实际输入将偏离标称输入Rω²，将影响加速度计的测试和标定精度，最终也将影响导航精度，因此准确测量对准误差并进行补偿显得至关重要。对准误差包括离心机的初始对准误差和加速度计的安装对准误差，其中最主要的误差是包含工作台零位误差和工装安装误差，常规的对准误差测试方法通常利用加速度计在离心机上的测试来间接计算失准误差。但利用加速度计本身误差模型计算对准误差的精度，不仅受到加速度计本身精度影响，还需要进行多次测量和反复验算调整，测试精度与效率都较低，所以针对离心机设计新的高效的初始对准误差测量方法极为重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种离心机初始对准误差的测量方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种离心机初始对准误差的测量方法，所述离心机包括一个主轴和A、B、C三个可以以准确角位置回转的工作台，在加速度计测试时，首先将工装安装在工作台上，理想情况下，加速度计安装在工装后，其输入轴指向并垂直离心机主轴的回转轴线，此时加速度计的输入轴与主轴轴线垂直并在同一平面内；以工作台A为例，包括以下步骤：

步骤一：经纬仪的三轴包括竖直轴、俯仰轴和视准轴，三轴交汇中心距主轴轴线的距离测量：

1)将靶标放在主轴轴端，主轴分别旋转0°，90°，180°，270°，用经纬仪对准靶标，测量经纬仪的水平角，求取其平均值α₀，此均值表示经纬仪对准主轴轴线的水平角；

2)旋转并调整主轴，将主轴轴线、A轴轴线、经纬仪视准轴轴线调整在同一铅垂平面内，记录此时主轴的角位置，设定此时主轴角位置为0°，然后主轴准确旋转至90°，再旋转工作台A轴分别至0°，90°，180°，270°，用经纬仪对准工作台A轴轴端的靶标，测量经纬仪的水平角，求取其平均值α_A；

3)假设当离心机主轴与工作台A回转轴线之间的距离为R_A时，也就是工作台A的工作半径，可以用其它方法准确测量，计算出经纬仪的交汇中心距主轴轴线的距离L，L＝R_Acot(α_A-α₀)；

步骤二：工装棱线的水平位移测试：