基于磁阻传感器的航姿测量系统罗差补偿技术研究

针对磁阻航姿测量系统在实际应用中易受到周围环境中的软硬铁效应引起的罗差干扰导致其航向角精度较低的问题,本文在分析航姿测量系统罗差产生机理的基础上,建立了对应的罗差修正模型,同时在已知当地磁倾角和由捷联于测量系统中的加速度计提取的载体姿态信息的基础上,提出了采用超定线性方程组求最小二乘解的方法推导出罗差系数的标定补偿算法。最后利用设计的算法对系统进行误差补偿对比试验。结果表明,该罗差补偿算法是正确有效的,三轴软硬铁效应得到了有效的补偿并且航向角解算精度得到了显著提高。该补偿方法为后续的载体误差分析和补偿提供了理论参考,具有一定的工程应用价值。     

基于加速度计的数字倾角仪误差建模与分析*

基于加速度计的数字倾角仪在实际应用过程中,其精度在很大程度上受加速度计测量误差的影响。为了提高倾角仪的测量精度,需要对传感器本身引入的误差进行建模和分析,根据加速度计倾角仪的测量原理,得出其误差源为加速度计传感器测量误差。在对传感器的测量误差建立数学模型的基础上,通过仿真分析及实验进行验证。该误差模型不仅给出了倾角仪测量的俯仰角及滚转角的最小误差范围,还可以为传感器选型及后续的误差分析和补偿提供理论参考,具有一定的实用价值。     

Error modeling and analysis of inclinometer based on digital accelerometer

Measuring accuracy of inclinometer based on accelerometer is mainly influenced by the adopted accelerometer sensor.To improve the measuring accuracy of the inclinometer,the structure of the measuring system is given and measuring principle is analyzed,and the error model is established in this paper.Furthermore,the model is verified by simulation and experiment,which not only gives the smallest errors of the measured pitch and roll,but also lays foundation for sensor selection,error analysis and error compensation.The results show that the error model is of practical value.     

基于有限元的弹体磁屏蔽效能分析

在地磁导航系统中,弹体的磁屏蔽作用对磁传感器的测量带来很大的误差。为了对该误差进行补偿,文中采用ANSYS软件对弹体的磁屏蔽效能进行分析。首先针对无限长圆柱腔的弹体磁屏蔽系数进行数学建模得到理论值,然后采用ANSYS软件进行仿真分析得到实验值,最后分析得到了磁导率对弹体磁屏蔽系数的影响规律。通过比较可得实验值与理论值的误差很小,验证了利用有限元方法对弹体磁屏蔽效能进行分析的可行性。     

适用于电容式MEMS传感器的微小电容检测系统

针对电容式微机械陀螺测量困难的问题,设计了基于电容检测芯片AD7747和STM21F405单片机组合的微小电容检测系统。该系统主要包括I2C数据通信模块、串口通信模块、Flash存储模块以及单片机控制模块。最后通过实验来对其性能进行测试可得,该系统能够实现对微小电容的精确测量,分辨率可达1.6 fF,能够满足对电容式MEMS器件微弱信号的检测。     

基于LabWindows/CVI的数据处理软件设计

在某些情况下,工业现场的大量多路数据的处理分析工作需要在上位机中集中进行,上位机中的处理软件要能够实时完成通信、数据处理分析、存储及显示等多个任务。针对通过串口每秒上传2400个字节包含6路传感器信息的数据,单线程工作方式下,串口数据读取丢失,数据实时处理显示效果不佳的情况,在Lab Windows/CVI编译环境下,运用包括线程池和异步定时器的多线程技术及线程安全队列等技术,实现了处理软件的可靠通信、数据快速处理和实时显示等多个任务的并行可靠执行。测试结果表明,运用以上的技术能够可靠地同时处理多个任务,快速准确地完成通信、处理的任务,数据的可视化流畅快速,为大量多路数据的集中处理分析显示提供了一种方便可靠的方法。     

旋转弹用滚转角磁测系统设计

针对传统捷联式惯性测量系统存在积累误差导致滚转角测试误差较大的问题,设计一种新型的基于纯地磁场信息的滚转角磁测系统。该系统以磁测姿态原理为基础,以嵌入式微控制器STM32F415为控制、解算核心实现对滚转角的测量。通过高精度三轴速率转台的飞行仿真实验结果表明,该滚转角磁测系统能够实时准确地解算出载体滚转角,测量误差保持在 3度以内,具有较强的可行性和较高的测试精度。该滚转角磁测系统具有体积小、测量误差不随时间积累等优点,为旋转弹的滚转角测量提出了新的思路,具有一定的工程应用价值。