悬丝支承加速度计温度误差建模及补偿研究

【摘要】：加速度计是惯性导航系统中的重要器件之一,其精度直接影响惯性系统的精度。加速度计所处的工作环境和工作条件将影响其测量误差,特别是温度因素的影响不可忽略。因此,研究对加速度计温度误差进行建模并补偿是提高加速度计精度的重要手段。本文主要研究悬丝支承型摆式加速度计的静态温度特性。 论文首先根据悬丝支承型摆式加速度计的结构特点,从理论上分析了支承型摆式加速度计线运动和角运动条件下的误差数学模型。 其次,对I/F变换电路的温度误差模型进行了研究。文中分析了I/F放大变换电路的工作原理,以及影响I/F放大变换电路转换输出精度的各种因素,并通过多项式拟合方法建立了I/F放大变换电路的温度误差模型,并进行补偿。补偿后I/F放大变换电路的转换精度达到了加速度计输出测试精度要求。 第三,在温控转台内,对加速度计进行了1g输入下静态八位置温度试验,采用最小二乘极大似然估计和多项式拟合的方法,分析加速度计静态模型系数随加速度计壳体温度变化的规律,建立了-50℃～+65℃之间加速度计零偏和标度因数误差的温度模型,应用该模型对加速度计温度干扰进行补偿,补偿后,加速度计输出的拟合均方根误差提高了一个数量级,并且基本上消除了加速度计输出随温度变化的趋势项,使得加速度计测量精度得到了明显提高。 最后,在惯性测量分组件测试中,将加速度计温度模型系数、I/F放大变换电路漂移温度模型系数代入标定测试模型中进行试验验证。实践表明,文中建立的悬丝支承加速度计温度误差模型是正确有效的,对加速度计温度误差进行补偿是提高加速度计精度的有效途径。