[发明专利]小量程加速度计标定方法

说明书

小量程加速度计标定方法，属于惯性仪表测量技术领域。本发明利用双轴转台对加速度计进行标定，其中双轴转台外框用来设置被测轴与水平面的夹角，通过转台带动被测加速度计敏感轴敏感不同的重力加速度分量，从而给加速度计一个小于重力加速度的输入，进而分离得到加速度计的参数，内框用来选定不同的加速度计敏感轴，从而分别对不同轴向的加速度计进行标定，解决了无法直接在大理石平板上利用地面重力加速度对小量程加速度计进行标定的问题。采用零位补偿的方式提高标定精度，实现了加速度通道的高精度标定。

技术领域

本发明涉及小量程加速度计标定方法，特别涉及加速度敏感轴成斜置正交关系的小量程、高精度加速度计，用于需要精确测量载体的线加速度且测量范围小于重力加速度的加速度计的标定和测试，属于惯性仪表测量技术领域。

背景技术

航天器作为高新科技发展的标志，在我国的国防建设中扮演着极为重要的角色，而惯性导航系统在航天器的姿态测量、定位/定向等导航技术中发挥着至关重要的作用，加速度计作为惯性导航系统中测量航天器相对于惯性空间的平移加速度，为实现航天器稳定在轨运行和精确交汇对接提供重要的测量信息，其设计的有效性、合理性和标定参数的精确性对航天器的稳定运行有着非同小可的意义。

加速度计系统采用石英挠性加速度计+高精度I/F转换电路的方案，加速度计将视加速度信号转换为成比例的电流信号，高精度I/F转换电路将加速度计的电流信号转换为成比例的脉冲信号，以便信号处理与接口电路能够运算和处理；为保证转换精度，I/F转换电路板采用自温补的方式，选用带有自温补功能的恒流源以提高精度，同时I/F转换电路将接收控制分系统提供3路加速度计地检信号。

加速度计用于测量航天器相对于惯性空间的平移加速度，本项发明涉及的航天器需要长期在轨运行，当变轨时需要精确测量载体的线加速度，该任务要求加速度计具有高精度且测量范围为-0.1g₀～+0.1g₀。该加速度测量范围给地面的标定测试带来了较大的困难，无法直接利用地面重力加速度对加速度计进行标定，因此不能利用传统的大理石平板对加速度计进行标定。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了小量程加速度计标定方法，采用双轴位置转台对加速度计进行标定，进而实现高精度的加速度测量，通过设定双轴转台的不同位置使加速度计敏感不同的输入，进而分离得到加速度计的参数，其中内框控制不同的敏感轴，外框控制输入的角度，从而敏感到相应的重力加速度分量。

本发明的技术解决方案是：小量程加速度计标定方法，包括如下步骤：

S1，准备双轴转台；

S2，转动所述双轴转台内框，选定一个加速度计敏感轴，进行角位置试验，得到角位置试验数据；

S3，对角位置试验数据进行拟合，得到选定的加速度计敏感轴的零偏和标度因数；

S4，计算由于双轴转台的零偏及待测加速度计结构上的误差导致的误差角，并输出经所述误差角补偿后的选定的加速度计敏感轴的零偏和标度因数作为该加速度计通道的最终标定结果；

S5，将双轴转台内框转动预设角度，更换加速度计敏感轴，重复步骤S2～S4；再将双轴转台内框转动预设角度，更换加速度计敏感轴，重复步骤S2～S4，完成所有待测加速度计敏感轴的标定。

进一步地，所述角位置试验的步骤为：调整双轴转台外框，依次设置其角位置为预设试验角，计算预设试验角下加速度敏感轴输入加速度。

进一步地，所述预设试验角下加速度敏感轴输入加速度为a_i＝g₀*sin(α_i)，1≤i≤n，i为整数，n为预设试验角的个数；其中，α_i为与预设试验角对应的加速度计敏感轴与水平面的夹角，g₀为当地重力加速度。