石英挠性加速度计温度误差补偿技术

【摘要】： 加速度计是惯性导航系统中的重要元件,加速度计的精度直接影响惯性导航系统的精度。加速度计的工作环境温度变化引起的加速度计输出温度误差是制约加速度计输出精度的一个重要因素。本文以石英挠性加速度计为例研究加速度计输出测量电路和加速度计几个重要参数的静态温度特性,研究方法是采用理论推导和实验建模相结合的方法。 基于以上思路,本文进行了以下几个方面的研究: 1.通过分析石英挠性加速度计的结构组成、工作原理,分析了了石英挠性加速度计温度误差的产生机理,从理论上推导了温度误差模型; 2.分析了A/D转换器的工作原理,通过实验分析了采样电阻、AD转换芯片和电压基准的温度特性对A/D转换电路输出精度的影响,并通过多项式拟合的方法找到了A/D转换电路输出随环境温度变化的规律。利用该规律对A/D转换电路的温漂进行补偿,补偿后A/D转换电路的温漂得到明显抑制; 3.通过加速度计的静态温度实验,在-20oC～50oC温度变化范围内辨识出加速度计的刻度因子和零偏的温度误差模型,并应用模型对加速度计进行温漂补偿,经过验证,加速度计输出的拟合均方根误差基本上保持在10-5g数量级; 4.通过双轴转台加速度计温度标定实验建立了加速度计刻度因子矩阵、单表零偏和标度因数的温度误差模型,并应用该温度模型对加速度计输出进行温度干扰补偿,并进行了验证实验,实验表明:经过补偿加速度计输出精度得到了明显提高。