高g值加速度传感器激光绝对法冲击校准技术研究

在详细分析反射式激光多普勒原理的基础上,研究了高g值加速度传感器的冲击校准方法。该方法利用Hopkinson杆作为加载手段,利用差动式激光多普勒干涉仪来绝对复现冲击加速度的量值。针对高g值压阻加速度传感器SIMIT-AYZ-60k进行了一系列的校准试验,利用积分运算法和最小二乘法的组合从准动态条件下的校准数据得到了准静态条件下的传感器冲击灵敏度。试验表明,这种方法实现了利用脉宽有限的激励脉冲对固有频率在20kHz以上的高g值加速度传感器的校准,校准的不确定度可以满足冲击测试的工程需求。     

基于地球重力法的低频加速度计校准

ISO 16063-16描述的地球重力法只能用于低频加速度计灵敏度幅值静态校准, 无法用于灵敏度幅值与相位的动态校准。采用机器视觉方法测量激励加速度相位,并得到对应时刻的加速度计输出信号相位,该方法可同时实现基于地球重力法的灵敏度幅值与相位动态校准。该方法测量时由转台为被校加速度计提供峰值恒定为1g的正弦激励加速度,有效避免了低频时微小激励加速度引起的加速度计输出低信噪比信号对校准精度的影响。实验结果表明,地球重力法可实现从静态(DC)至10Hz范围内的灵敏度幅值与相位高精度校准。     

压电加速度传感器输出信号可变增益控制

针对压电加速度传感器信号调理电路中标定过程繁琐、标定效率低下、系统在运行过程中输出信号增益不能改变的问题,提出了在电荷放大器之后由微控制器控制数字电位器组成可调增益的电压放大电路,实现加速度计输出信号的自动标定和增益的可变控制.分析压电式加速度计的信号调理电路,在电压放大电路中选择使用数字电位器的方法实现可变增益控制,...     

基于离心-振动复合装置的加速度计整流误差校准

通过对加速度计传统整流误差校准方法的分析研究,提出了基于离心-振动复合加速度输入的加速度计整流误差校准方案。并通过建立加速度计的非线性耦合模型,给出恒加速度和振动加速度复合作用下加速度计整流误差计算方法。利用研制的离心-振动复合校准装置, 进行了恒加速度和振动加速度复合作用下加速度计的整流误差试验,结果验证了基于恒加速度和振动加速度复合输入的加速度计整流误差校准方法的合理性和可行性。     

自动校准系统与实验室信息管理系统的连接

自动校准系统是指在程序特定运行环境中,由标准器、被校准仪器在计算机指令控制下,完成校准过程,获得、保存（或含处理）校准结果的程序。使用自动校准系统,可以提高校准速度和准确度。该文采用一种方法,在Labview7．1完成了MT8801无线通信分析仪自动校准系统的程序编写,通过LIMS数据库接口,完成与LIMS（实验室信息管理系统）的自动连接,出具PDF报告,做到了信息管理一体化。文中进一步探讨LIMS中的调度功能,并做有益的尝试,得出了综合性结论。     

激光干涉法一次冲击加速度计动态特性校准

介绍利用激光光栅干涉技术进行冲击加速度动态特性校准的一种方法。将冲击加速度直接绝对溯源于基本量和单位(时间和长度);说明差动式光栅激光干涉冲击校准装置的原理,介绍了使用调频信号的数字化解调方法和模式识别方法实现数据处理的基本过程;最终给出了被校准的加速度计的频率特性曲线和传递函数实验结果;使用本文方法可以进行加速度计动态特性的校准测试。     

加速度冲击校准研究

文章将加速度冲击校准分为绝对法、相对法和比较法进行介绍,并给出了几种半正弦冲击脉冲激励装置的激励范围及校准装置的测量范围和测量不确定度。所提出的加速度类比法系冲击校准新方法,是相对法和比较法的结合,能对冲击加速度传感器灵敏度、幅值线性度与频率响应等进行较为准确的检定与校准。     

双离心机法线加速度计动态校准中三参数余弦算法实现及应用

在双离心机的线加速度计动态校准中,三参数余弦算法贯穿在幅频特性、相频特性以及幅值线性度的整个测试中。本文详细描述了三参数余弦算法的概念和推导过程,以及在双离心机线加速度计动态校准数据处理过程中三参数余弦算法的程序实现;介绍了在幅频特性和相频特性中关于采集点的选取方式,降低由于采集点选择方式不同对数据拟合精度造成的影响。选取某型线加速度计为例,利用双离心机进行动态校准,对采集得到的数据点进行曲线拟合并得到测试结果,验证了所编写的三参数余弦算法程序的可行性。     

基于加速度计阵列的六自由度振动台测试方法研究

目前多自由度振动台缺乏方便有效的多自由度振动测试手段,通过探讨基于加速度传感器的六自由度振动测试方法,提出基于4只三向加速度计的加速度计阵列构型,依据六自由度运动系统方程对该构型的运动状态进行了理论推导,并设计了具体的封装方法,最后对封装的加速度计阵列构型进行了多自由度振动测试试验验证。试验结果表明:所提出的基于4只三向加速度计的加速度计阵列构型能够对角加速度进行测试与还原,简易可靠,可以作为多自由度振动的测试手段。本文提出的加速度计陈列构型有望被推广应用于现场低频振动测量或校准工作中。     

基于激光干涉法的一次冲击微分加速度动态特性校准

介绍了利用激光光栅干涉技术进行冲击加速度校准的一种方法,并着重讨论微分加速度的动态特性校准。将冲击加速度和微分加速度直接溯源于基本量和单位(时间和长度);叙述了差动式光栅激光干涉冲击校准装置的原理,介绍了使用调频信号的数字化解调方法和模式识别方法实现数据处理的基本过程;最终给出了被校准的加速度计的微分加速度的频率特性曲线和传递函数的实验结果。结果表明,该方法可以进行加速度计之微分加速度的动态特性的校准测试。     

基于外差激光干涉法的三轴向振动绝对校准方法研究

与单轴向振动激励相比,三轴向标准振动台能够模拟被校三轴向加速度计的实际应用环境。利用三轴向标准振动台获取被校加速度计真实的空间响应特性,以实现被校加速度计的精确校准。立足于加速度矢量理论与三轴向加速度计的灵敏度矩阵模型,提出基于带通采样的外差激光干涉法的三轴向振动绝对校准方法,通过计算被校加速度计的灵敏度矩阵实现其校准。实验结果表明,该方法能够同时实现高精度的三轴向加速度计主轴与横向灵敏度的校准,有效地降低了校准时间与重复安装误差。     

Research and realization of an auto-calibration technique based on stereovision

The purpose of this research is to analyse the present-day state of calibration techniques and to realize an auto-calibration technique based on a projected grating 3D measuring system. An auto-calibration technique, called multiple target tracking for detecting outlines based on random placing and regular numbers, was proposed. The practical algorithm was also presented at the same time. According to this arithmetic, the relevant experimental result was gained. Furthermore, the precision of the calculation result was analyzed. The results showed that the operation was simplified, the orientation precision of image outline edges was ensured and calibration precision was kept within 0.02–0.05 mm by using the arithmetic in this work. The research verified the feasibility of auto-calibration, providing arithmetic that is extremely useful for the industrial application of computer vision technologies. The paper deals with experimental work on innovative techniques for which the data have not been seen in the literature. In particular, an original auto-calibration technique, which is named as multiple target tracking for detecting outlines based on random placing and regular numbers, was provided.     

重力加速度计的静态校准方法

介绍重力加速度传感器静态校准的基本原理,提出重力加速度计静态校准方法和校准项目。通过对重力加速度计的校准,保障了用于倾斜测量的重力加速度计的技术要求。     

离心-振动复合校准技术研究

复合校准技术是武器装备型号项目中使用的高精度惯性器件校准的核心技术,能够在实验室模拟惯性器件“真实”的使用环境。本文针对在离心-振动条件下的加速度计复合校准问题,从系统中存在的动不平衡问题出发,建立了离心-振动复合模型并讨论了在顺臂安装和垂直安装下受到的加速度大小,给出了整个校准系统的不确定度分析。最后基于离心-振动复合校准装置进行实验验证,证明了本文所设计的校准装置和校准方法能够模拟真实的校准环境,提高校准精度。     

基于椭球假设的三轴加速度计无依托校准方法

针对现有航姿测量系统三轴加速度计校准方法成本高、精度低以及现场校准能力不足的问题,本文提出了一种基于椭球假设的无依托现场校准方法.首先,根据传感器的灵敏度、偏置以及非正交耦合因素对加速度计的影响,建立了误差椭球校准模型.该模型将三轴加速度计的校准过程转化为将椭球面还原成圆球面的几何变换过程,使得校准参数由15个减少到9个,同时克服了部分非正交耦合参数难以辨识的问题.其次,构造了变权值似然目标函数,根据加速度计测量值的方差调整权值大小,从而降低了测量噪声对校准结果的影响.最后,运用粒子群优化(PSO)算法求解几何变换参数的最大似然估计值,并利用椭球校准模型对三轴加速度计进行校准.实验结果表明,采用椭球假设无依托现场校准方法不依赖外部辅助姿态信息,可在现场将航姿测量系统的倾角误差降低为校准前的1/5,满足了航姿系统的使用需求.     

高g值加速计和压电式力传感器的动态校准

本提出一种高g值加速度计的动态校准方法和装置,其最大加速度峰值超过100000g。这套装置还可以对压电式力传感器进行动态校准。中给出两个加速度计加速度峰值的二十余次实验结果,以及加速度计与力传感器的冲击响应实验曲线。同时,还求出它们的动态数学模型（包括差分模型、传递函数、频率特性）和动态性能指标。此外,还讨论了本的4个创新点。     

基于正弦激励的压电加速度计模型参数辨识

针对压电加速度计常规校准无法完全满足实际机械动态量测量要求的问题,采用基于加速度计模型参数校准的方法。参数未知的线性二阶微分方程用来表示加速度计动态特性,利用绝对法振动校准加速度计频率响应数据,采用最小二乘算法确定了未知的参数的值,同时利用蒙特卡罗法确定了参数值的不确定度。最后对加速度计进行了瞬态冲击加速度校准,计算辨识所得模型在相同冲击激励下的预测输出。结果表明:瞬态冲击加速度校准与计算辨识模型结果相差不超过1%。     

激光干涉法进行正弦力校准研究

采用绝对法进行正弦力校准,动态力由安装在振动台上的质量块产生,力值根据力的定义直接溯源到质量、加速度和时间。为了减少测量不确定度,质量块上的加速度分布必须进行准确测量。文中介绍了采用激光干涉法进行动态力校准的原理和信号处理方法,同时介绍了与德国PTB加速度实验室进行加速度测量的比对情况。结果表明,采用所介绍的正弦力校准方法可以提高校准的准确度。     

陀螺加速度表在高精度三轴转台上的测试方法研究

本文提出了在三轴转台上标定陀螺加速度表的新方法,分离了加速度表外环轴的摩擦力矩及交叉加速度引起的交变力矩对加速度表精度的影响,通过新的加速度表输入轴不对准试验方法,减小了加速度表失调角,提高了加速度表标定精度。     

基于激光干涉仪数字信号解码的振动校准方法

提出了一种基于Polytec外差激光干涉仪输出S/PDIF数字信号解码的加速度计校准方法, 优化了校准过程, 并保障了加速度计的灵敏度幅值与相位校准精度。通过与ISO 16063-11推荐的外差激光干涉法在5Hz~20kHz 频率范围内的校准结果对比, 提出方法的灵敏度幅值相对误差与相位差分别小于0.969%和0.165°;灵敏度幅值相对标准差与相位标准差分别小于0.560%和0.356°。