随钻测量中加速度传感器的标定分析

介绍了压电式加速度传感器在随钻测量中的应用.针对钻井中井下环境及重力加速度对随钻测量的数据的影响,提出了加速度传感器在钻井工程中的标定方法.通过对加速度传感器进行多种方案的标定,分析并对比标定结果,验证了IC压电式加速度传感器的幅频特性和灵敏度,系统的正确性,以及振动加速度对电路板的正常工作的影响.同时研究了改变冲击钻的机械结构对传感器的工作状态的影响.最后,分析了标定中出现误差和噪音的更多方面因素,并提出解决方法.     

大量程预紧式六维力传感器及静态标定研究

提出一种新型的基于6/3-3 Stewart结构的大量程预紧式六维力传感器,介绍了传感器的结构特点和测量原理.假设传感器为线性系统的情况下,研究超静定受力状态下的静态标定原理.并给出两种求解标定矩阵的标定方案.为了改善维问耦合和制造误差等因素带来的非线性影响,利用误差反传算法和径向基函数神经网络,研究传感器的非线性静态标定方法.最后对传感器样机进行静态标定实验,给出了4种标定方案的实验结果并进行比较.标定结果表明该六维力传感器具有较好的测试精度.4种方法有效地解决了预紧式传感器超静定受力而带来的标定难题.     

振动整流法辨识加速度计非线性误差模型系数

为了研究精确标定加速度计在线振动与高g的环境下的误差模型系数的方法.首先介绍了双轴离心机的特点.在反转平台上设计了双轴夹具,然后精确计算了加速度计3个轴的输入比力.经过主轴和反转平台轴正反角位置静态实验,以及主轴与反转平台轴以等值反方向的匀角速率旋转的动态实验,通过振动整流法,并补偿掉静态均值,精确辨识了加速度计的误差模型系数.依据仿真结果可得:该实验方法能够抑制离心机误差对标定精度的影响,其中反转平台的静动态失准角对标定影响最大,应该提高离心机静动态失准角的测试精度,并加以补偿.     

基于国标的称重传感器室温静态标定试验分析

介绍了基于国家标准GB/T7551—2008的称重传感器在室温下静态标定试验,包括该测试系统的组成、试验方法、误差计算方法和试验结果分析。参考称重传感器国家执行标准及性能试验程序,对悬臂梁式称重传感器在室温下进行静态标定试验。运用75%载荷点法计算称重传感器误差,验证其满足1000分度值的要求。采用最小二乘法求最佳拟合直线方程,计算灵敏度、线性度、滞后误差、重复性误差等主要静态特性指标,并对误差结果进行综合分析。     

电容式叶尖间隙测量系统标定技术

基于电容式叶尖间隙测量系统原理,对该系统标定方法进行讨论,设计了用于系统静态标定的标定台,并对标定中的误差进行了分析探讨.     

考虑横向灵敏度的三轴加速度传感器标定方法研究

横向灵敏度是单轴加速度传感器的重要指标之一,它直接影响到三轴加速度传感器的标定模型与测量精度。本论文以三轴MEMS加速度传感器为研究对象,在传统的标定模型中引入了导致测量耦合的横向灵敏度误差,建立了一种新的三轴加速度传感器标定模型,该模型将传感器的横向灵敏度以对称矩阵的形式引入现有的标定公式,构建了包含零位偏差、标度因数误差、非正交安装误差及横向灵敏度的标定函数表达式。最后利用十二位置标定法采集了三轴加速度传感器的原始测量数据,通过极大似然参数估计算法解算新的标定模型完成标定。结果表明,与常用标定数学模型相比,本数学模型的补偿误差均值与方差更小,补偿后数据精度更高且稳定性更好,本研究成果对提升三轴MEMS加速度传感器精度有十分重要的指导意义,因此具有较高的理论研究和工程应用价值。     

类人机器人腕用六维加速度传感器的理论研究

类人机器人灵巧手抓取过程中的惯性力会影响到抓取的鲁棒性,为了消除惯性力的影响,需要检测出加在手上的空间加速度反馈给控制系统,以确保抓取的平稳性和快速性.采用并联机构作为弹性元件研究了一种六维加速度传感器,建立了静态数学模型,推导了加速度和灵敏度雅可比矩阵,并对传感器的静态特性进行了研究.根据定义的静态性能指标采用空间模型理论的图谱寻优法,优化设计了传感器的理论模型参数.为了验证设计参数的可靠性,给出了1种类人机器人腕用六维加速度传感器的算例,仿真实验获得的各弹性连接杆上应变的实验值与理论值的最大误差为1.617％.最后标定实验结果证明研究的理论和方法是有效和可靠的.     

用离心法校准加速度计

本文介绍了静态校准加速度计的方法即地球重力法,负载法和离心机法,在用离心机准加速度计时,为了消除测量Ｒ的系统误差,可以彩和径向Ｒ差值法,此文着重分析了这种方法的原理和误差。     

利用电容式加速度传感器测量电梯运动特性

文中提出利用电容式加速度传感器测量电梯运动特性的方法，介绍了PCB电容式加速度传感器，提出一种加速度原始信号趋势消除的近似方法，实验结果表明该方案可行。     

基于LabVIEW的传感器静态特性标定系统

介绍了一种基于图形化编程工具LabVIEW的半自动传感器静态特性标定系统的构建方法,主要从系统的总体结构、传感器各静态特性指标的含义及算法的软件实现方法等方面进行讨论.然后以Pt100温度传感器标定为例,阐述了该系统的具体工作流程,并对标定系统进行了误差分析.实际测试结果表明该标定方法快捷有效.     

基于 VG400 CD-100的微惯性测量组合标定

在对微惯性测量组合的发展和应用进行分析的基础上,从微惯性测量组合的结构及基本工作原理出发,针对微惯性测量组合系统进行了误差源分析和标定技术研究。以微惯性测量模块VG400 CD-100为研究对象,分析了微惯性测量的组合技术,建立误差模型方程,研究了微惯性测量组合系统的标定,给出了三维陀螺仪标定的比例系数和交叉耦合误差系数以及三维加速度计标定的比例系数和交叉耦合误差系数。然后利用MATLAB数据分析工具,采用最小二乘法回归理论,对标定实验数据进行分析和处理,最终完成对微惯性测量器件,即微陀螺仪和微加速度计各误差系数的标定。     

高量程加速度计动态线性校准系统

设计了双弹头霍普金森杆用于精确标定高g值加速度计的动态线性参数。基于一维应力波传播理论和弹性波叠加原理,分析了双弹头霍普金森杆为不同尺寸时对获取所需激励加速度信号的影响。利用ANSYS/LS-DYNA有限元仿真软件对不同设计条件下双弹头霍普金森杆的冲击效果进行了仿真分析。通过对不同影响因素的对比,确定了结构参数,设计了直径为30mm,长度为1 200mm的双弹头霍普金森杆,即高量程加速度计动态线性校准系统。利用设计的双弹头霍普金森杆对高量程加速度计进行了动态线性校准和试验验证,结果显示加速度计动态线性误差在5%以内,证明了设计的装置可对高量程加速度计进行动态线性校准,校准结果基本满足冲击校准的要求。     

一种有效的加速度计静态模型辨识方法

研究了惯性元器件加速度计静态模型参数的标定问题，首先给出了加速度计静态数学模型，并在此基础上研究了一种有效的加速度计标度因数，安装误差的标定方法，给出了具体的实验方法和数据处理方法，理论分析和实验试验表明所述方法能够有效地标定加速度计静态模型各项参数。     

基于三轴加速度计的多维力传感器静态自校正

提出了一种多维力传感器的静态自校正方法.将三轴加速度计静态应用,可以测得其敏感轴与重力加速度的相对夹角.将多维力传感器中集成三轴加速度计,在校正过程中,旋转施加着标准砝码的多维力传感器,测量力传感器的输出,同时通过三轴加速度计测量力传感器的旋转角度姿态,计算得到砝码重力施加在传感器E的力向量,最终自动地得到多维力传感器的校止矩阵.实验结果表明,该方法显著地提高了校正效率,但与通常的标定台校正方法相比,较正精度略低.     

多维角加速度传感器静态标定方法研究

在线加速度传感器静动态标定方法的基础上，根据质量一转动惯量等效原理，提出多维角加速度传感器的静态标定方法。针对一种一体化三维角加速度传感器结构，分析了利用等效力计算等效力矩的过程，进而详细推导出标定的等效数学模型．并在假定结构尺寸的基础之上，计算出具体的等效惯性力矩和等效惯性力，实现了对多维角加速度传感器的静态标定。     

基于两步修正法的 MEMS 三轴陀螺仪标定方法

针对目前三轴陀螺仪标定存在依赖于昂贵的转台设备或标定参数不完全的问题,本文提出了一种了基于两步修正法的MEMS三轴陀螺仪标定方法。该方法首先使用六位置法对加速度计12参数模型、三轴陀螺仪比例因子、三轴陀螺仪静态零偏进行标定补偿,然后对三轴陀螺仪非正交误差模型建模,进行系统级标定。两步修正法可实现在无精密设备条件下快速准确的对各项误差进行辨识,获得良好的标定效果。仿真实验表明,本文算法所获得的非正交误差均值接近1%,标准差小于0.1%;比例因子误差均值小于0.14%,标准差小于0.004%,且具有很好的一致性。实际实验表明,65 s纯惯性导航姿态更新结果中,该标定方法的俯仰角误差精度可以达到0.624°,横滚角误差精度可以达到0.67°。     

加速度计1g重力场静态翻滚测试与误差分析

对加速计进行1g重力场静态翻滚测试，讨论测试系统的组成和分析测试过程，采用偕波分析法建立了加速度计的静态数学模型方程，从而标定加速度计的各项性能参数。通过对试验误差的分析，找出误差源。     

激励脉冲宽度对加速度计冲击校准误差的影响

加速度计准静态校准要求激励信号的频率与加速度计谐振频率相比足够低,以减小校准误差.通过加速度计数学模型建立了激励加速度脉冲宽度、加速度计谐振频率和校准误差之间的关系式;针对Hopkinson杆冲击校准装置,理论计算和实验结果表明,激励加速度脉冲宽度决定于应力脉冲前沿宽度,受应力波弥散影响,而与加速度计安装座长度无关.为选用和产生满足要求的激励脉冲信号提供了依据.     

Fabrication and measurement of high-g MEMS accelerometer

A high-g beam-mass structure accelerometer was designed. In this structure, by means of KOH back etching on the mass, V-groove structure was fabricated on the backside of the mass, so the weight of the mass and also the relative distance between the mass center and the neutral plane were all decreased. With the thin mass structure, we can take advantage of both beam-mass structure and flat film structure ; the fabrication process is also simple. By means of Hopkinson shock test system, we did the accelerometer calibration. According to the test result,the sensitivity of the MEMS accelerometer is 0.71 μV/g, which keeps in accordance with the theoretical calculation. After a 200 000 g shocking test, the micro structure worked as usual, so this design can satisfy the requirements of high shock, seriously vibration test environment.     

三轴数字MEMS加速度计现场标定方法

微机电系统(micro electro mechanical systems,简称MEMS)加速度传感器作为低成本惯性测量单元在物体姿态监测中有着广泛应用。根据三轴数字加速度传感器的输出数学模型,详细推导了如何计算数学模型中标度因数、安装误差系数以及零偏值。提出一种基于长方体的六位置简单标定方法,对比三轴转台精确标定结果表明六位置简单标定法简单易行,精度较高,易于单片机实现,适合不具备三轴转台的场所,且该方法对MEMS三轴数字加速度计的校准具有很好的通用性。