[发明专利]一种高精度加速度传感器本底噪声的测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种高精度加速度传感器本底噪声的测试装置，其特征在于，包括隔振装置和减振系统，

其中，所述隔振装置包括静音室和隔振台，

所述隔振台包括气浮隔振台和多级弹性隔振台，

所述静音室内具有容置空间，

所述静音室还设置有隔音门，

所述气浮隔振台包括气浮台面和至少一个一级支腿，所述一级支腿设置于所述静音室的地板和所述气浮台面之间，

所述多级弹性隔振台包括多个支撑台和弹性支腿，所述弹性支腿设置于所述支撑台之间，其中，最底层的弹性隔振台的弹性支腿处于气浮隔振台和最底层的支撑台之间，

所述静音室底部与实验场地的地板之间有一定的空隙，

所述静音室底部安装了蜂窝式的隔振结构，所述蜂窝式的隔振结构采用梯形镀铝锌钢板相互对粘，且钢板表面冲压多个凹槽，

所述静音室地面上安装有旋转底座，所述旋转底座能够以确定的角速度匀速转动，在所述静音室的旋转底座上放置有一个固态陀螺仪，

所述气浮隔振台设置于静音室的旋转底座上，能够跟随旋转底座旋转，

所述多级弹性隔振台串联后设置于所述气浮隔振台的上方，

被测试加速度传感器设置于处于所述多级弹性隔振台最上方的承载隔振台的台面上，

所述减振系统包括，标准传感器组、信号检测调理单元、采集单元、控制单元、驱动器和噪声处理单元，

所述标准传感器组，包括测量所述隔振台加速度变化的传感器、用于测量所述隔振台的角速度变化的传感器和位移传感器，

所述控制单元包括前馈控制单元和三闭环的反馈控制系统，

所述三闭环的反馈控制系统包括：加速度闭环、速度闭环和位置闭环，承载隔振台对扰动的抑制传递函数如下：

其中，C_a(s)、C_g(s)和C_d(s)分别为加速度闭环控制器、速度闭环控制器和位置闭环控制器，G_a(s)为加速度开环传递函数，θ(s)为承载隔振台台面的角位置，θ_i(s)为扰动角位置，

所述前馈控制单元为所述三闭环的反馈控制系统中基于速度扰动的控制单元，与所述三闭环的反馈控制系统形成复合控制，对所述三闭环的控制系统抑制后剩余的扰动残差进行补偿，

加入前馈控制单元后的控制单元输出如下：

其中，V_i(s)表示静音室地板上的扰动速度，G_n(s)表示经过三级隔振台的噪声抑制能力，G_{a_p}(s)表示加速度环的抑制能力，H_fv(s)表示前馈控制环路固态陀螺仪的特性，C_fv(s)表示前馈控制器，G_{a_closed}(s)为加速度环的闭环传递函数，前馈控制单元的表达式为：

2.根据权利要求1所述的加速度传感器本底噪声的测试装置，其特征在于，设置有充气泵为气浮隔振台充气。

3.根据权利要求1所述的加速度传感器本底噪声的测试装置，其特征在于，所述静音室的主体结构为防震框架型，尺寸参数为：宽度为1-2米，深度为2-4米，高度为1-3米。

4.根据权利要求1所述的加速度传感器本底噪声的测试装置，其特征在于所述驱动器可根据标准传感器组检测到的数据，调整所述隔振台进行反向运动，从而进一步衰减隔振台的振动。

5.一种基于权利要求1所述高精度加速度传感器本底噪声的测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，安装被测试加速度传感器；

第二步，根据被测试加速度传感器的质量调整隔振台参数；

第三步，启动减振系统；

第四步，启动旋转底座，带动隔振台旋转；

第五步，将被测试加速度传感器的敏感轴平行于Z轴，依次测试+1g和-1g方向的本底噪声；

第六步，将被测试加速度传感器的敏感轴平行于X轴或Y轴，测试0g方向的本底噪声；

第七步，通过计算互相关信号，得到抑制外界干扰的被测试加速度传感器的输出。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述旋转底座转动的频率为1-10Hz。