加速度計
- 加速度計在身體活動測量中的應(yīng)用研究
技術(shù)的進(jìn)步，加速度計在健康研究中的應(yīng)用越來越多。加速度計是目前較為成熟的運動傳感器之一，通過感應(yīng)水平、側(cè)面和垂直方向的加速度值來推算身體活動的時間和強(qiáng)度。它的體積小，重量輕，可以連續(xù)幾天甚至一個月貼身佩戴，獲取三個軸向的人體運動加速度數(shù)據(jù)。加速度計與PA測量表現(xiàn)出了高度的契合，它的出現(xiàn)被認(rèn)為是從自我報告法以來PA測量領(lǐng)域最具實質(zhì)性的進(jìn)步。當(dāng)前加速度計的應(yīng)用中研究者們往往將注意力集中于設(shè)備的測量精確性方面，而對具體操作過程知之甚少。而研究結(jié)果的科學(xué)性不僅取決
文體用品與科技 2022年23期2023-01-24
- 新型微加速度計研究進(jìn)展
1)0 引言加速度計是一種測量運動物體加速度大小的傳感器件，是慣性導(dǎo)航、慣性制導(dǎo)等系統(tǒng)中的關(guān)鍵慣性敏感元器件，也是各種工業(yè)設(shè)備、航空航天器中的機(jī)械故障和安全檢測的常用敏感器件，已廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、消費電子、工業(yè)自動化及機(jī)器人等領(lǐng)域。隨著微機(jī)電系統(tǒng)(micro electro mechanical system，MEMS)技術(shù)的出現(xiàn)，微加速度計技術(shù)隨之出現(xiàn)并得到快速發(fā)展，近年來基于MEMS技術(shù)的微加速度計技術(shù)研究及產(chǎn)品化已成為重點發(fā)展方向。微加速度計
儀表技術(shù)與傳感器 2022年9期2022-11-02
- 高壓懸浮靜電加速度計地面測試隔振系統(tǒng)研究
精度靜電懸浮加速度計具有精度高、體積小，能實現(xiàn)六個自由度同時測量等特點。從20世紀(jì)90年代以來，靜電懸浮加速度計在衛(wèi)星重力測量、空間等效原理檢驗以及引力波探測等空間項目中作為重要載荷得到成功應(yīng)用，已成為空間科學(xué)任務(wù)的重要研究工具之一[1-3]。歐美目前已經(jīng)成功發(fā)射了CHAMP、GRACE、GOCE等一系列地球重力測量衛(wèi)星，其上搭載的靜電加速度計分辨率高達(dá)10-12m/s2/Hz1/2水平[4]。此外，國際引力波探測計劃——“LISA設(shè)計”以及我國的空間引力
鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院學(xué)報 2022年4期2022-07-20
- 抑制交叉軸干擾的納米光柵加速度計*
,MEMS)加速度計以其尺寸小、成本低、功耗小等特點廣泛應(yīng)用于我國導(dǎo)航、定位、慣導(dǎo)制導(dǎo)[1～4]以及醫(yī)療[5～8]、汽車[9]等領(lǐng)域。在加速度計的研究中，靈敏度無疑是最重要的參數(shù)之一，許多機(jī)構(gòu)針對不同效應(yīng)的加速度計展開了研究，以期望實現(xiàn)靈敏度高、穩(wěn)定性好的加速度計。2019年，東南大學(xué)楊波等人利用3D打印技術(shù)制作了一種隧道磁阻面內(nèi)加速度計，零偏穩(wěn)定性206.4 μgn，靈敏度可達(dá)307.03 mV/gn[10]。2020年，華中科技大學(xué)提出一種基于電容位移
傳感器與微系統(tǒng) 2022年3期2022-03-23
- 面外軸向檢測MEMS加速度計研究現(xiàn)狀*
言MEMS加速度計具有體積小、成本低、可靠性高、適合批量生產(chǎn)等優(yōu)點[1]，在航空航天、地震監(jiān)測、姿態(tài)辨識、畜牧養(yǎng)殖、智能醫(yī)療等多個領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。隨著近年來對無人機(jī)、無人駕駛汽車、無人艦船等載具的研究走向熱潮，大量微導(dǎo)航、微慣性系統(tǒng)對多種MEMS慣性儀表有著迫切需求。面外軸向檢測MEMS加速度計(也稱為Z軸MEMS加速度計)是專用于儀表安裝平面外方向加速度測量的慣性儀表，也是發(fā)展單片三軸集成MEMS慣性器件的重要組成部分。這種設(shè)備無需垂直安裝，為系
飛控與探測 2021年5期2022-01-05
- 基于Kalman濾波的MEMS加速度計標(biāo)定方法研究*
，MEMS)加速度計作為MEMS慣導(dǎo)系統(tǒng)的關(guān)鍵測量器件，存在測量精度低、噪聲大等缺點，極大影響了系統(tǒng)的導(dǎo)航精度[1]。通過建立MEMS加速度計誤差模型對其進(jìn)行標(biāo)定和補(bǔ)償是提高M(jìn)EMS加速度計測量精度的主要途徑。針對MEMS加速度計標(biāo)定參數(shù)難以快速、高精度標(biāo)定的工程問題，現(xiàn)有的MEMS加速度計標(biāo)定方法主要有基于重力場的多位置分立式標(biāo)定方法和基于Kalman濾波的系統(tǒng)級標(biāo)定方法[2～4]。分立式標(biāo)定方法測量精度受測量位置和測量時間的制約，而系統(tǒng)級標(biāo)定方法標(biāo)定時
傳感器與微系統(tǒng) 2021年11期2021-11-25
- 高精度加速度計測試標(biāo)定系統(tǒng)的構(gòu)建*
0)0 引言加速度計是慣導(dǎo)系統(tǒng)、重力測量和地質(zhì)勘探的核心器件[1]，它的精度誤差直接影響著整個導(dǎo)航系統(tǒng)的性能[2]。隨著深空以及深海領(lǐng)域的戰(zhàn)略需求多樣化，慣性測量單元對加速度計提出了更高的精度要求，比如要求加速度計偏值重復(fù)性優(yōu)于0.1 μg，標(biāo)度因數(shù)重復(fù)性優(yōu)于0.1 ppm。這就對高精度加速度計的測試與標(biāo)定提出了更為嚴(yán)格的要求。客觀上講，高精度加速度計的出現(xiàn)與識別，建立在更為精密的測試標(biāo)定技術(shù)基礎(chǔ)之上。標(biāo)定技術(shù)是保證加速度計精度的一種重要手段，標(biāo)定的誤差將
空間電子技術(shù) 2021年4期2021-11-10
- MIMU中加速度計組離心機(jī)標(biāo)定補(bǔ)償技術(shù)研究
互正交安裝的加速度計,通常為導(dǎo)航系統(tǒng)提供載體相對于導(dǎo)航坐標(biāo)系三軸方向的加速度,是導(dǎo)航系統(tǒng)的重要組成部分。為提高導(dǎo)航系統(tǒng)的工作精度,需對加速度計進(jìn)行標(biāo)定,獲得加速度計零偏、標(biāo)度因數(shù)、集成安裝誤差及交叉耦合系數(shù),以對加速度計誤差進(jìn)行補(bǔ)償。目前加速度計標(biāo)定方法有兩種,重力場標(biāo)定和離心機(jī)標(biāo)定。重力場標(biāo)定范圍局限于±1gn以內(nèi)[1～5],無法滿足大量程加速度計高階非線性系數(shù)標(biāo)定的需求。而離心機(jī)標(biāo)定雖能持續(xù)提供大于1gn的加速度輸入激勵,但與重力場標(biāo)定相比,存在新的問
傳感器與微系統(tǒng) 2021年10期2021-10-15
- 8305型標(biāo)準(zhǔn)壓電加速度計安裝方向?qū)y量結(jié)果的影響
0 引言壓電加速度計是常見的振動類傳感器，廣泛應(yīng)用于振動噪聲控制領(lǐng)域，如航空航天、汽車和船舶、建筑測量、機(jī)械制造、旋轉(zhuǎn)機(jī)械和電力系統(tǒng)。壓電加速度計根據(jù)壓電元件所處的不同位置分為標(biāo)準(zhǔn)壓電加速度計和工作用壓電加速度計。標(biāo)準(zhǔn)壓電加速度計的壓電元件在加速度計的頂端，工作用壓電加速度計的壓電元件在其底端[1-3]。1 工作原理壓電加速度計主要由質(zhì)量塊、壓電元件和基座組成，利用壓電元件的正壓電效應(yīng)進(jìn)行工作。即當(dāng)加速度計測振時，壓電元件受到質(zhì)量塊的慣性力作用，產(chǎn)生與所受
上海計量測試 2021年4期2021-09-13
- 過載振動復(fù)合條件下的加速度計不對稱性誤差分析
飛行載體上的加速度計工作時一般都會經(jīng)受大量級過載與振動復(fù)合作用的環(huán)境,振動整流誤差成為在過載-振動復(fù)合環(huán)境下衡量加速度計性能的重要指標(biāo)。振動整流誤差的產(chǎn)生與加速度計結(jié)構(gòu)和電路有關(guān)[1-2],是加速度計的固有特性。振動整流誤差表現(xiàn)為加速度計輸出的時域信號平均值中直流量的異常漂移[3],當(dāng)振動加速度作用時,從常用的加速度計誤差模型來看,振動整流誤差的主要來源包括加速度計不對稱性(包括偏值不對稱性和標(biāo)度因數(shù)不對稱性)和偶次非線性項(即加速度計誤差模型中的二次項、
計測技術(shù) 2021年3期2021-07-25
- 基于多位置的MEMS加速度計快速自標(biāo)定
備的MEMS加速度計快速24位置標(biāo)定法。將傳感器固定于六面體夾具后置于平面，基于六面體不同放置方向的靜止階段重力信息標(biāo)定加速度計誤差。1 加速度計誤差建模MEMS加速度計的制造工藝局限性和使用環(huán)境變化等影響，導(dǎo)致加速度計3個敏感軸可能不嚴(yán)格正交(非正交誤差)。以加速度計各軸實際指向為傳感器坐標(biāo)系(s系)，以s系為基礎(chǔ)建立一個理想正交坐標(biāo)系為載體坐標(biāo)系(b系)，并假定b系與s系原點o重合，xb軸與xs軸重合且yb軸位于xsoys平面內(nèi)。b系與s系兩者關(guān)系如圖
測控技術(shù) 2021年6期2021-07-05
- 基于多加速度計融合算法的列車運行坡度測量裝置
要通過雷達(dá)或加速度計來輔助檢測車輪的打滑和空轉(zhuǎn)。雷達(dá)安裝在列車底部，基于多普勒效應(yīng)，通過軌面反射多普勒波來計算列車運行速度，容易受到雨雪天氣、地面積水、光源、碎石道床和整體道床之間轉(zhuǎn)換等影響，且發(fā)生故障后的更換流程較為繁瑣，可維護(hù)性較低。加速度計安裝在車廂內(nèi)部，基于非接觸位移傳感器計算列車加速度，不依賴列車運行環(huán)境，更有利于推廣應(yīng)用至互聯(lián)互通城市軌道交通線路中。利用加速度計測量加速度會受到列車所在線路坡度的影響，列控系統(tǒng)普遍通過列車定位和電子地圖的結(jié)合來獲
城市軌道交通研究 2021年6期2021-06-29
- 用于運動姿勢捕捉的可穿戴MEMS微型化加速度計研制
給運動員穿戴加速度計來測量運動員的運動姿勢，進(jìn)而識別比賽中運動損傷的高風(fēng)險事件，但其采用的加速度計頻率采樣范圍有待提高，對于更加快速變化的動作的捕捉受限。在人體姿勢捕捉過程中還要求加速度計具有體積小、功耗低、易穿戴的特點。因此，研究具有高靈敏度和高頻響的MEMS加速度計對于人體姿勢捕捉具有重要意義。圖1 國外用于人體姿勢捕捉的產(chǎn)品MEMS加速度計具有微型化、成本低、功耗低的特點，適用于人體姿勢捕捉領(lǐng)域[6-7]。但是MEMS加速度計的靈敏度與固有頻率之間存
中國測試 2021年1期2021-04-22
- 2270型壓電加速度計安裝方向?qū)y量結(jié)果影響的研究
0 引言壓電加速度計在振動沖擊試驗、精密機(jī)械加工、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。根據(jù)應(yīng)用場景的不同，將壓電加速度計分為標(biāo)準(zhǔn)壓電加速度計和工作壓電加速度計［1］。標(biāo)準(zhǔn)壓電加速度計的壓電晶體與其頂端相連，工作壓電加速度計的壓電晶體與其底面相連。某2270型壓電加速度計屬于標(biāo)準(zhǔn)壓電加速度計，通常用來對工作加速度計開展量值傳遞工作，也可用于振動臺的反饋控制，其主要特性參數(shù)為靈敏度。文獻(xiàn)［2］至文獻(xiàn)［7］討論了螺栓安裝、磁座安裝、粘合劑安裝、絕緣塊安裝等不同方式對加速
計測技術(shù) 2020年4期2020-09-18
- 石英撓性加速度計溫度特性測試與建模
言石英撓性加速度計(以下簡稱“加速度計”)是高精度慣性導(dǎo)航與制導(dǎo)領(lǐng)域的關(guān)鍵器件之一，其性能優(yōu)劣直接決定系統(tǒng)的導(dǎo)航精度[1]。偏值KO(輸入為零時加速度計的輸出值)和標(biāo)度因數(shù)K1(輸入1g時加速度計的輸出值)是計算加速度的重要參數(shù)，其值隨溫度的變化將嚴(yán)重地影響不同溫度條件下加速度的測量精度。當(dāng)環(huán)境溫度在(-40～60)℃變化時其漂移誤差將達(dá)到2×10-4g甚至更大，從而嚴(yán)重降低導(dǎo)航精度[2]。為了消除該影響，需要對K0和K1的溫度影響進(jìn)行補(bǔ)償，目前常用的方
宇航計測技術(shù) 2020年4期2020-09-10
- 減載加速度計組合減振設(shè)計與分析
0 引言減載加速度計組合作為運載火箭控制系統(tǒng)的加速度敏感元件,其基本功能是為運載火箭控制系統(tǒng)提供火箭一子級飛行過程中的橫向、法向加速度信息。由于運載火箭的運行過程常常伴隨著劇烈的隨機(jī)振動、線振動以及加速度大等特點,這會直接導(dǎo)致減載加速度計組合中的敏感元件加速計輸出精度的下降甚至是結(jié)構(gòu)的破壞,可能會將錯誤的信息提供給運載控制系統(tǒng),造成嚴(yán)重的后果。因此,必須對減載加速度計組合采取減振措施,才能提高減載加速度計組合抗振動和大過載的能力。國外多數(shù)學(xué)者對減載控制技術(shù)
導(dǎo)航與控制 2020年3期2020-09-09
- 考慮應(yīng)力分布約束的壓電全向加速度計梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
軸及多個單軸加速度計可以實現(xiàn)加速度信息的全向敏感，廣泛應(yīng)用于各類運載工具、人體的慣量信息采集[1-5]。與單軸加速度計相比，全向或多軸加速度計可以大量減少慣性單元數(shù)量，降低多慣性器件的累計誤差、布放及線路成本。彈性梁是目前加速度計常用的結(jié)構(gòu)形式[6-12,22-24]，通過設(shè)計不同形式的細(xì)長梁結(jié)構(gòu)，利用功能敏感材料來測量其局部應(yīng)力、應(yīng)變或由應(yīng)變產(chǎn)生的位移，實現(xiàn)對加速度的敏感。例如，壓電或壓阻加速度計，將壓電或壓阻片貼于懸臂梁或正交懸臂梁端部附近，實現(xiàn)單軸或
光學(xué)精密工程 2020年8期2020-09-05
- 某型組合導(dǎo)航系統(tǒng)故障分析及預(yù)防
時，發(fā)現(xiàn)Z軸加速度計極性Az輸出脈沖數(shù)不合格，輸出脈沖數(shù)超出標(biāo)準(zhǔn)范圍。整機(jī)測試純慣性導(dǎo)航精度不合格，Z軸加速度計極性Az輸出脈沖數(shù)不合格將會導(dǎo)致純慣性導(dǎo)航精度不合格，故部件測試與整機(jī)測試結(jié)果一致。2 故障分析針對部件測試出現(xiàn)的故障現(xiàn)象，以加速度計極性Az輸出脈沖數(shù)不合格為突破口，按照故障樹分析方法，以“加速度計極性Az輸出脈沖數(shù)不合格”為最初事件建立故障網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示，并對各種可能的故障網(wǎng)絡(luò)中的分支逐項進(jìn)行研究分析。圖1 故障樹2.1 二次電源模塊故障某
中國設(shè)備工程 2020年16期2020-08-28
- IMU的加速度計誤差參數(shù)辨識方法研究
度非常重要。加速度計作為IMU 中測量運載體加速度的慣性器件，憑借其體積小、重量輕、價格低、壽命長和易批量生產(chǎn)等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于航空航天、陸地及海上等軍事領(lǐng)域，是現(xiàn)代國防系統(tǒng)的核心技術(shù)產(chǎn)品[1]。隨著軍民融合發(fā)展戰(zhàn)略的實施，加速度計已擴(kuò)展到各個領(lǐng)域，如民用領(lǐng)域中的移動機(jī)器人、自動駕駛等及工程領(lǐng)域中的石油管道測量、海上浮標(biāo)狀態(tài)監(jiān)測、結(jié)構(gòu)組件變形測量等，加速度計在這些系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[2-4]。加速度計精度的高低直接影響到其應(yīng)用范圍，作為IMU 的核
中國民航大學(xué)學(xué)報 2020年2期2020-06-15
- 圓片級封裝全硅梳齒電容式MEMS加速度計設(shè)計
）MEMS 加速度計具有體積小、成本低、功耗小、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于軍事、醫(yī)療、汽車和工業(yè)控制領(lǐng)域的加速度、振動、沖擊和傾角等測試[1]，是小型化慣性測量單元的核心組件。MEMS 加速度計按照檢測原理的不同有電容式、壓阻式、諧振式、光學(xué)類、隧道電流式等[2]，其中電容檢測由于具有良好的靈敏度、溫度特性和動態(tài)特性，被中高端MEMS加速度計廣泛采用。電容式MEMS 加速度計通常采用面外運動的平板電容結(jié)構(gòu)或者面內(nèi)運動的梳齒電容結(jié)構(gòu)[2-4]。相比梳齒電容結(jié)
中國慣性技術(shù)學(xué)報 2020年5期2020-03-01
- 梳狀電容式微加速度計溫度性能優(yōu)化
,MEMS）加速度計越來越廣泛地應(yīng)用于飛機(jī)儀表、智能彈藥、民用產(chǎn)品之中。加速度計的環(huán)境適應(yīng)性也越來越引起人們的關(guān)注,加速度計的零偏溫度系數(shù)已成為衡量加速度計性能的重要指標(biāo)。建立加速度計輸出值的溫度模型進(jìn)行補(bǔ)償是目前廣泛用來優(yōu)化提升加速度計溫度性能的方法[1],但補(bǔ)償殘差仍與加速度計直接輸出的溫度性能息息相關(guān)。只有減小加速度計直接輸出電壓的溫度漂移量才能進(jìn)一步減小補(bǔ)償殘差,提高加速度計的精度和穩(wěn)定性。梳狀電容式加速度計是MEMS加速度計的主流形態(tài)之一,目前該
導(dǎo)航與控制 2019年4期2019-09-25
- 基于小波降噪和最小二乘的加速度計參數(shù)辨識*
)0 引 言加速度計是用于測量載體運動加速度的傳感器,被廣泛應(yīng)用于航空航天、建筑、工業(yè)自動化等領(lǐng)域。其動態(tài)特性直接影響著裝置或系統(tǒng)的整體性能。加速度計動態(tài)模型參數(shù)辨識是加速度計動態(tài)特性研究的主要內(nèi)容之一。然而,受測量噪聲的影響,直接利用測量的加速度計信號進(jìn)行加速度計動態(tài)模型參數(shù)辨識精度較低,誤差較大。有效濾除加速度計信號中的噪聲,對提高加速度計動態(tài)模型參數(shù)辨識精度有重要作用。沖擊激勵法是獲取加速度計動態(tài)模型的常用方法,主要包括絕對法和比較法,其中,絕對法需
傳感器與微系統(tǒng) 2019年8期2019-08-15
- 一種減小加速度計重力法標(biāo)定中安裝誤差影響的方法
29)力平衡加速度計具有靈敏度高、動態(tài)范圍大、頻帶寬等特點，被廣泛用于強(qiáng)震動觀測、低頻工程振動測量等領(lǐng)域[1]。在加速度計生產(chǎn)和使用中，傳感器的標(biāo)定精度直接影響測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。目前在強(qiáng)震動觀測儀器測試中，力平衡加速度計的標(biāo)定方法主要包括振動臺動態(tài)標(biāo)定和重力法靜態(tài)標(biāo)定。振動臺標(biāo)定可以對加速度計靈敏度、幅頻特性、相頻特性、線性度和動態(tài)范圍等參數(shù)進(jìn)行較全面的測試，但對實驗設(shè)備、環(huán)境條件等要求較高，主要用于實驗室計量測試。由于力平衡加速度計一般都具有零頻響應(yīng)、線
振動與沖擊 2019年13期2019-07-24
- 基于序列相關(guān)和小波變換的加速度計信號降噪?
00029)加速度計是用于測量載體運動加速度的傳感器，被廣泛應(yīng)用于航空航天、建筑、工業(yè)自動化等領(lǐng)域。有效濾除加速度計信號中的噪聲，對提高速度計信號分析精度有重要作用。加速度計比較法沖擊激勵校準(zhǔn)是獲取加速度計輸出信號的常用實驗方法，由于沖擊激勵具有持續(xù)時間短、頻率范圍寬等特點，使得沖擊加速度計信號降噪較為困難。傳統(tǒng)的基于非遞歸型濾波器FIR(Finite Impulse Response Filter)的信號降噪是利用快速傅里葉變換獲得信號的頻譜，通過構(gòu)建高
傳感技術(shù)學(xué)報 2019年2期2019-03-26
- 慣性加速度計橫向靈敏度的振動臺測試方法仿真分析
橫向靈敏度是加速度計對橫向輸入的敏感程度。所謂橫向輸入是指其位于加速度計理想敏感軸垂直平面內(nèi)的線加速度，由橫向輸入引起的加速度計輸出則稱為“橫向輸出”。橫向輸出與橫向輸入之比，稱為“絕對橫向靈敏度”，簡稱為“橫向靈敏度”。橫向靈敏度是由加工工藝、敏感原理、機(jī)械電氣結(jié)構(gòu)、裝配誤差等多方面因素綜合形成的加速度計的本質(zhì)屬性。研究表明，各類加速度計都存在不同程度的橫向靈敏度，慣性加速度計也不例外[1-3]。在實際工作中，慣性加速度計經(jīng)常受到多方向線加速度的同時激勵
航天控制 2018年5期2018-11-01
- 基于WLS-SVM的加速度計動態(tài)模型參數(shù)辯識
振動與沖擊，加速度計作為測量振動與沖擊的慣性傳感器，其動態(tài)模型對研究與分析加速度計的動態(tài)特性及提高振動與沖擊測試系統(tǒng)的動態(tài)測量精度具有重要作用。加速度計動態(tài)校準(zhǔn)是研究其動態(tài)模型及動態(tài)特性的重要方法，主要有正弦振動激勵校準(zhǔn)和沖擊激勵校準(zhǔn)，并已建立了相應(yīng)的國家基準(zhǔn)和校準(zhǔn)裝置[1-4]。利用加速度計的正弦振動激勵校準(zhǔn)和沖擊激勵校準(zhǔn)實驗數(shù)據(jù)，建立加速度計動態(tài)模型，全面表征加速度計的動態(tài)特性。加速度計動態(tài)模型參數(shù)辯識以自回歸模型或頻率響應(yīng)函數(shù)為基礎(chǔ)，利用參數(shù)辯識方法
振動與沖擊 2018年19期2018-10-19
- MEMS加速度計溫度漂移仿真分析
9）MEMS加速度計采用基于半導(dǎo)體材料的微加工工藝，具有體積小、重量輕、價格低、可靠性高及易于集成等特點，已成為下一代加速度計發(fā)展的主流[1-2]。MEMS電容式加速度計具有穩(wěn)定性好、靈敏度高、噪聲較低、工藝相對簡單等優(yōu)點，是當(dāng)前軍民慣性產(chǎn)品中最常被采用的一種 MEMS加速度計。目前，低精度、多軸的MEMS電容式加速度計已經(jīng)被廣泛運用在消費電子、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子等領(lǐng)域，而具有中、高精度的MEMS加速度計也將在航空航天、慣性導(dǎo)航、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域取得推廣應(yīng)用[
中國慣性技術(shù)學(xué)報 2018年3期2018-08-27
- 加速度計標(biāo)定中靜態(tài)半徑誤差項的消除技術(shù)
0006）在加速度計的研制、生產(chǎn)和使用中，都需要對加速度計的性能進(jìn)行校準(zhǔn)。加速度計在±1g以內(nèi)的各項性能指標(biāo)可利用重力場翻滾試驗設(shè)備進(jìn)行測試，但測量范圍局限于±1g以內(nèi)，因此，在重力場1g范圍內(nèi)對加速度計的高階項系數(shù)進(jìn)行標(biāo)定時可信度不高。而精密離心機(jī)能夠持續(xù)提供恒定的大于 1g的加速度值，是測試、標(biāo)定加速度計在高g值條件下性能的重要設(shè)備，能夠提高高g條件下對加速度計的標(biāo)定精度[1-8]。然而，與重力場翻滾測試方法相比，基于離心機(jī)的測試標(biāo)定方法存在新的問題需
中國慣性技術(shù)學(xué)報 2018年1期2018-05-10
- 加速度計的離心加速度場翻滾校準(zhǔn)方法
00095）加速度計的離心加速度場翻滾校準(zhǔn)方法廖建平，尹曉麗，李曉婷（中航工業(yè)北京長城計量測試技術(shù)研究所，北京 100095）針對現(xiàn)有加速度計校準(zhǔn)方法的不足，提出了一種在大于 1g的離心大加速度激勵下加速度計的多位置翻滾校準(zhǔn)方法。建立了加速度計在離心加速度場翻滾校準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型，研究了加速度計的離心加速度場翻滾校準(zhǔn)方法，給出了離心加速度場翻滾校準(zhǔn)步驟，并采用石英加速度計進(jìn)行了離心加速度場的十二位置等多位置翻滾校準(zhǔn)試驗，獲得了大g值激勵下加速度計的安裝誤差、交
中國慣性技術(shù)學(xué)報 2017年4期2017-11-17
- 標(biāo)準(zhǔn)壓電加速度計的安裝方向?qū)ζ錅y量結(jié)果的影響
公司標(biāo)準(zhǔn)壓電加速度計的安裝方向?qū)ζ錅y量結(jié)果的影響董平1丁耀芳2/ 1．江蘇省計量科學(xué)研究院；2．中科院南京天文儀器有限公司以BK8305型標(biāo)準(zhǔn)壓電加速度計為例，設(shè)計了背靠背法、倒置法兩種安裝方向的比較實驗。以B&K公司的PULSE 3560C動態(tài)信號分析儀和標(biāo)準(zhǔn)加速度計套組8305/2626為檢測工具，通過兩種測量結(jié)果的比較，研究標(biāo)準(zhǔn)壓電加速度計的安裝方向?qū)ζ錅y量結(jié)果的影響。標(biāo)準(zhǔn)壓電加速度計，靈敏度，安裝方向，測量結(jié)果0 引言壓電式加速度計是常見的振動類傳
上海計量測試 2017年5期2017-11-02
- 陀螺加速度計交叉二次項的線振動臺測試方法
080)陀螺加速度計交叉二次項的線振動臺測試方法孫闖,任順清(哈爾濱工業(yè)大學(xué)空間控制與慣性技術(shù)研究中心,哈爾濱150080)為了提高陀螺加速度計的標(biāo)定精度,有必要對交叉二次項進(jìn)行精確的標(biāo)定。提出了一種陀螺加速度計交叉二次項在精密線振動臺上的測試方法,通過分析陀螺加速度計的測試原理建立了包含交叉二次項的誤差模型。利用分度頭將陀螺加速度計翻滾到不同的位置,測量陀螺加速度計進(jìn)動整周期的相關(guān)時間參數(shù)和輸出數(shù)據(jù)。通過計算加速度計模型輸出與平均角速率積分之間的關(guān)系,準(zhǔn)
導(dǎo)航定位與授時 2017年5期2017-09-20
- 兩位置法快速測定近鉆頭慣性測量模塊的溫漂模型
。它采用三軸加速度計組合測量重力加速度實現(xiàn)姿態(tài)角測量。為了提高加速度計在工作溫度范圍內(nèi)的測量精度，需對其進(jìn)行溫漂模型標(biāo)定。針對三軸加速度計組合的傳統(tǒng) 12位置翻滾溫度模型測定方法存在耗時長、操作效率低的局限性，提出一種新的加速度計三軸組合溫度模型標(biāo)定方法——兩位置法，并通過實驗驗證了溫度補(bǔ)償?shù)男Ч?。?0℃～150℃的溫度范圍內(nèi)，補(bǔ)償后加速度的測量精度達(dá)5×10-4g，完全滿足NIM測量姿態(tài)角的要求。隨鉆測量；加速度計；零偏；標(biāo)度因數(shù)；溫度補(bǔ)償近鉆頭慣性測
中國慣性技術(shù)學(xué)報 2017年2期2017-06-05
- 基于改進(jìn)六位置法的一種MEMS加速度計標(biāo)定補(bǔ)償方案
一種MEMS加速度計標(biāo)定補(bǔ)償方案向高林，路永樂，劉 宇，龔大偉，呂 玲，吳林志(重慶郵電大學(xué) 光電信息感測與傳輸技術(shù)重慶市重點實驗室，重慶 400065)微機(jī)電系統(tǒng)(micro electronic mechanical system, MEMS)加速度計在測量過程中受安裝誤差、刻度因子及零偏影響，為提高M(jìn)EMS加速度計的測量精度，在六位置法標(biāo)定的基礎(chǔ)上，提出一種改進(jìn)的MEMS加速度計標(biāo)定補(bǔ)償方案。利用小波濾波對MEMS加速度計的原始測量值進(jìn)行濾波，運用六
重慶郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) 2017年1期2017-02-24
- 空間飛行器加速度計在軌標(biāo)定方法
?空間飛行器加速度計在軌標(biāo)定方法朱如意，李永遠(yuǎn)，孫 光（中國運載火箭技術(shù)研究院研究發(fā)展中心，北京，100076）針對空間飛行器在軌段未采用SINS/GPS組合導(dǎo)航方案的情況，提出一種采用“零加速度”方法對加速度計進(jìn)行標(biāo)定的方案。利用空間飛行器在軌運行的微重力環(huán)境，通過對加速度計測量值的分析和統(tǒng)計，對加速度計零偏誤差進(jìn)行估計。該標(biāo)定方法簡單，計算量小，且不需要其他輔助設(shè)備，完全自主標(biāo)定，更適合于工程應(yīng)用?？臻g飛行器；加速度計；在軌標(biāo)定0 引 言慣性器件在地面
導(dǎo)彈與航天運載技術(shù) 2016年2期2016-10-14
- 基于二階帶通濾波器的加速度計結(jié)構(gòu)化動態(tài)建模
帶通濾波器的加速度計結(jié)構(gòu)化動態(tài)建模楊子凱，王建林，于 濤，趙利強(qiáng)（北京化工大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京100029）針對加速度計二階動態(tài)模型難以準(zhǔn)確描述較高頻域范圍內(nèi)加速度計動態(tài)特性的問題，文中提出了一種基于二階帶通濾波器的加速度計結(jié)構(gòu)化動態(tài)建模方法。該方法以加速度計二階動態(tài)模型為基礎(chǔ)，將二階帶通濾波器作為基本單元對加速度計動態(tài)模型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修正，實現(xiàn)加速度計動態(tài)模型的結(jié)構(gòu)化升階，建立加速度計高階動態(tài)模型。實驗結(jié)果表明，該方法所建立的加速度計高階動態(tài)模型
電子設(shè)計工程 2016年2期2016-09-14
- 石英撓性加速度計溫度補(bǔ)償算法
0）石英撓性加速度計溫度補(bǔ)償算法陳福彬1，張科備2（1.北京信息科技大學(xué) 信控中心，北京 100101；2.北京控制工程研究所，北京 100080）石英撓性加速度是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)核心的慣性器件之一，其輸出精度受到溫度變化的影響，為了降低溫度對石英撓性加速度計精度的影響，在研究石英撓性加速度計數(shù)學(xué)模型的系數(shù)隨溫度變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，設(shè)計了加速度計溫度模型辨識試驗方法，利用數(shù)據(jù)擬合方法建立了加速度計溫度模型。應(yīng)用該模型提出了石英撓性加速度溫度補(bǔ)償算法，針對該算法的
中國慣性技術(shù)學(xué)報 2016年1期2016-05-19
- 旋轉(zhuǎn)加速度計重力梯度儀加速度計標(biāo)度因數(shù)實時反饋調(diào)整方法
096）旋轉(zhuǎn)加速度計重力梯度儀加速度計標(biāo)度因數(shù)實時反饋調(diào)整方法錢學(xué)武，蔡體菁（東南大學(xué) 儀器科學(xué)與工程學(xué)院，南京 210096）旋轉(zhuǎn)加速度計重力梯度儀在實際工作過程中，由于平臺穩(wěn)定性、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制精度、敏感器安裝誤差、加速度計標(biāo)度因數(shù)匹配性以及其他噪聲源的存在，對高精度重力梯度測量構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在諸多影響因素中，加速度計標(biāo)度因數(shù)的不一致性對測量精度影響最大。本文提出一種旋轉(zhuǎn)加速度計重力梯度儀加速度計標(biāo)度因數(shù)實時反饋調(diào)整方法，旨在提高獲取重力梯度信號的能力。
中國慣性技術(shù)學(xué)報 2016年2期2016-04-13
- 等比力法與等角位置法測試加速度計誤差模型系數(shù)的比較
0)0 引言加速度計作為慣性系統(tǒng)中測量運動載體加速度的重要儀表，對其慣性精度要求很高。為了提高慣性系統(tǒng)的精度，從敏感元件的角度看，一是要繼續(xù)提高加速度計的制造精度，二是辨識加速度計的誤差模型，深入分析和研究加速度計的誤差源和誤差特性，尋求恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行誤差補(bǔ)償，消除或減小誤差，提高標(biāo)定精度。目前，很多文獻(xiàn)介紹了不少標(biāo)定方法［1～3］，但加速度計的誤差標(biāo)定主要還是在重力場上的靜態(tài)翻滾試驗和在精密離心機(jī)上的測試試驗。加速度計的標(biāo)定首先需要在精密分度頭上進(jìn)行，盡
計測技術(shù) 2015年1期2015-12-02
- 小量程擺式加速度計的小角度十二點翻滾測試方法
，以石英撓性加速度計為典型代表的擺式加速度計已得到十分廣泛的應(yīng)用［1-3］。擺式加速度計通?？砂凑諊姌?biāo)所介紹的十二點翻滾測試方法進(jìn)行測試［4］。根據(jù)這種方法我們可將擺式加速度計安裝在分度頭上，分別測出0°、30°、60°、90°、 120°、 150°、 180°、 210°、 240°、 270°、300°、330°時加速度計的輸出，然后通過計算，得到加速度計的偏值K0、標(biāo)度因數(shù)K1、二階非線性系數(shù)K2、三階非線性系數(shù)K3以及輸入軸和擺軸的交叉耦合系數(shù)
導(dǎo)航定位與授時 2015年4期2015-07-09
- Hopkinson壓桿用于加速度計動態(tài)校準(zhǔn)的實驗研究*
on壓桿用于加速度計動態(tài)校準(zhǔn)的實驗研究*徐海斌 鐘方平 李 焰 熊 琛 馬艷軍 楊 軍(西北核技術(shù)研究所，西安 710024)利用Hopkinson壓桿，建立了一套加速度計沖擊校準(zhǔn)裝置，對量程為100000m/s2的壓電加速度計進(jìn)行了動態(tài)校準(zhǔn)實驗，獲取了不同幅值下加速度計的靈敏度系數(shù)，并進(jìn)行了頻響分析，獲取了被校加速度計的工作頻帶。結(jié)果表明，設(shè)計的脈沖整形器符合校準(zhǔn)加速度計的要求，Hopkinson壓桿校準(zhǔn)系統(tǒng)用于高量程加速度計的校準(zhǔn)是基本可行的，校準(zhǔn)不確
計量技術(shù) 2015年5期2015-06-08
- 一種新型MEMS加速度計溫度補(bǔ)償方法研究*
新型MEMS加速度計溫度補(bǔ)償方法研究*鄭長勇1,2*,陳軍寧2(1.安徽建筑大學(xué)電子與信息工程學(xué)院,合肥 230601;2.安徽大學(xué)電子信息工程學(xué)院,合肥 230601)為降低環(huán)境溫度對加速度計測量輸出的影響,本文提出了一種新的加速度計溫度補(bǔ)償方法,即三維擬合曲面和計算的補(bǔ)償方法。本文詳細(xì)介紹了該溫度補(bǔ)償方法的具體原理和實現(xiàn)方法,并用實驗進(jìn)行了驗證,實驗結(jié)果表明加速度計最大零位漂移由溫度補(bǔ)償前的500 mV縮小為溫度補(bǔ)償后的50 mV,即溫漂縮小了一個數(shù)量
傳感技術(shù)學(xué)報 2015年1期2015-05-09
- 一種低噪聲MEMS加速度計設(shè)計與制作*
0 引 言微加速度計是一類重要的MEMS傳感器。相比于傳統(tǒng)加速度計，其具有體積小、功耗低等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于汽車安全、消費電子、航空航天慣性導(dǎo)航等領(lǐng)域[1]。隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種原理的微加速度計，包括諧振式微加速度計[2]、壓阻式微加速度計[3]、熱對流式微加速度計[4]、電容式微加速度計[5～7]等。其中，諧振式微加速度計的靈敏度水平較低，對制作工藝要求高，溫度性能差，諧振檢測電路等也較為復(fù)雜；壓阻式微加速度計精度較差，對于溫度敏感，力敏電阻
傳感器與微系統(tǒng) 2014年9期2014-09-25
- 不同安裝方式對壓電加速度計靈敏度的影響
確測量。1 加速度計壓電式加速度傳感器又稱壓電加速度計，主要由質(zhì)量塊、壓電敏感元件和基座等組成，它是基于壓電晶體的壓電效應(yīng)工作的。某些晶體在一定方向上受力變形時，其內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個表面上產(chǎn)生符號相反的電荷；當(dāng)外力去除后，又重新恢復(fù)到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)，具有壓電效應(yīng)的晶體稱為壓電晶體。常用的壓電晶體有石英、壓電陶瓷等[1]。在加速度計受振時，質(zhì)量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。當(dāng)被測振動頻率遠(yuǎn)低于加速度計的固有頻率時，則力的變
自動化與信息工程 2014年2期2014-07-05
- 擺式加速度計貯存壽命評估*
命評估的擺式加速度計是一種懸絲支承結(jié)構(gòu)的加速度計，該加速度計具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低、靈敏度高、過載能力大、抗沖擊振動能力強(qiáng)和工作溫度范圍寬等優(yōu)點，在航空、航天和兵器等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。近幾年，隨著現(xiàn)代裝備可靠性水平的迅速提高，對加速度計提出了長貯存壽命技術(shù)要求。但如何驗證加速度計長貯存壽命技術(shù)指標(biāo)，國內(nèi)研究的還不夠深入，成為急需解決的問題。文中采用加速退化試驗方法和基于漂移布朗運動的可靠性評估方法，利用加速退化試驗數(shù)據(jù)對擺式加速度計貯存壽命進(jìn)行評估。
彈箭與制導(dǎo)學(xué)報 2012年3期2012-12-10
- 單軸擺式伺服線加速度計懸絲斷裂故障的分析
軸擺式伺服線加速度計是慣導(dǎo)系統(tǒng)中最重要的元件之一，用來測量沿其輸入軸作用的常值和低頻加速度，敏感導(dǎo)彈在飛行過程中3個彈體坐標(biāo)軸方向的過載或加速度[1]。單軸擺式伺服線加速度計利用閉環(huán)系統(tǒng)的負(fù)反饋原理[2]把檢測質(zhì)量懸浮在其結(jié)構(gòu)的某一固定位置上，用來支撐檢測質(zhì)量的是一根極細(xì)微的、穿過裝有特制阻尼硅油玻璃管的鉑銀絲，俗稱懸絲。懸絲作為敏感線圈的支撐，是加速度計的關(guān)鍵零件，同時也是最易失效的零件，一旦發(fā)生失效就將會造成加速度計無輸出，因此，對加速度計的懸絲進(jìn)行失
電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗 2012年3期2012-03-20
- 一種MEMS加速度計溫度模型辨識及溫度補(bǔ)償方法*
ystem)加速度計是微小型慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中重要的傳感器之一，其性能的優(yōu)劣直接影響了慣導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)航精度。MEMS加速度計測量輸出誤差主要來源于制造工藝、安裝方法、外部環(huán)境等幾方面，其中環(huán)境溫度對MEMS加速度計測量輸出的影響尤為突出［1］，它也成為微加速度計工程應(yīng)用中的一個關(guān)鍵問題。目前，常用局部溫控和軟件方法實現(xiàn)溫度補(bǔ)償。局部溫控通常需改變加速度計的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、材料或增加溫度控制系統(tǒng)［2－5］，實現(xiàn)復(fù)雜，所以工程中更多采用軟件方案進(jìn)行補(bǔ)償［6－10］，補(bǔ)償后
傳感技術(shù)學(xué)報 2011年11期2011-10-20
- 一種壓阻式硅微復(fù)合量程加速度計＊
，如用單一的加速度計很難滿足整個過程的測試要求。利用高g值加速度計進(jìn)行測量和控制，它對低g值信號不敏感；如采用低量程加速度計，則不能敏感高過載信號；如果采用兩個加速度計進(jìn)行測量控制，由于安裝位置的不同，其測得的信號又會產(chǎn)生位置誤差。針對這一現(xiàn)狀，文中詳細(xì)介紹了一種具有四種不同量程的硅微壓阻式復(fù)合量程加速度計的設(shè)計、仿真和測試過程。該加速度計具有如下特點：覆蓋高低量程：所設(shè)計的復(fù)合量程加速度計覆蓋了10g、100g、500g和10000g四種量程，可有效兼顧
彈箭與制導(dǎo)學(xué)報 2010年6期2010-12-07