[發明專利]一種慣性測量裝置加速度測量通道全溫全動態測試方法

在審

• 申請號: 201510041206.3
• 申請日: 2015-01-27
• 公開（公告）號: CN104596547A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 向政;邢輝;張紅;朱紅生;張峰;劉玲;紀娜
• 申請（專利權）人: 北京航天時代光電科技有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01P21/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種慣性測量裝置加速度測量通道的測試方法，特別是一種慣性測量裝置加速度測量通道在全溫全動態范圍的測試方法，適用于慣性測量裝置加速度測量通道的高精度標定與驗證，屬于慣性測量技術領域。

背景技術

慣性測量裝置的加速度測量通道通常要求在寬溫度范圍寬量程內滿足高精度要求，加速度測量通道包含加速度計儀表和加速度計模擬轉換電路，加速度計儀表可選擇溫控方式滿足寬溫度范圍的精度要求，加速度計模擬轉換電路由于電子元器件隨溫度會有漂移，因此需要建立加速度測量通道輸出與模擬轉換電路的溫度的模型式。該溫度模型通常利用待測軸向的加速度通道朝“天”向，利用1g加速度輸入時得到，但是溫箱中無法準確的給出小于或大于1g輸入，因此無法對全量程范圍進行精度評估。

目前對于加速度測量通道寬溫度范圍寬量程的精度保證，通常選擇采用加速度計儀表與其模擬轉換電路在分度頭與離心機上進行聯合測試，在滿足輸出的線性度要求后，將二者裝入慣性測量裝置。由于儀表、電路聯合測試與慣性測量裝置一級測試從熱環境、功能采集等環境皆不一致，單表級的結果直接移植至慣性測量裝置級勢必引入一定誤差。此外，慣性測量裝置一級僅能非常準確的測試出0g和1g加速度輸入時的精度，測試的覆蓋性不夠，無法實現武器或空間航天器實際應用慣性測量裝置時與地面測試的一致性。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有慣性測量裝置中加速度測量通道無法實現全溫度全動態范圍測試從而測試覆蓋性不全面的缺陷，提出了一種慣性測量裝置加速度測量通道在全溫全動態范圍的測試方法，本方法在大理石平板溫箱中，分別采用機械構型方法和高精度模擬量輸入法實現小于1g和大于1g輸入時加速度測量通道的測試方法。該測試方法操作簡單、實施方便，可以較好的實現慣性測量裝置中加速度測量通道的全溫全動態測試，從而實現了地面測試與武器、航天器實際使用時的天地一致性。

本發明的技術解決方案是：一種慣性測量裝置加速度測量通道全溫全動態測試方法，步驟如下：

(1)將慣性測量裝置放置于六面體工裝內，并將六面體工裝放置于帶有大理石平板的溫箱中，使慣性測量裝置中的加速度測量軸朝“天”向，此時加速度測量通道輸入為1g；所述“天”向沿地垂線指向天；所述加速度測量通道包括加速度計儀表和模數轉化電路；

(2)保持加速度計儀表溫度恒定，控制模數轉化電路的溫度上升，采集慣性測量裝置加速度測量通道輸出值和加速度計模數轉換電路的溫度值，并利用采集到的輸出值和溫度值，采用一階線性擬合方法得到加速度測量通道輸出溫度模型：D₁＝f₁(T)，其中，D₁為慣性測量裝置加速度測量通道輸出，T為加速度計模數轉換電路的溫度；

(3)在六面體工裝內，利用斜置工裝將慣性測量裝置形成三儀表斜置構型，控制慣性測量裝置加速度測量通道輸入小于1g，利用步驟(2)中的方法得到加速度輸入小于1g時加速度測量通道輸出溫度模型：D₂＝f₂(T)，其中，D₂為加速度輸入小于1g時加速度測量通道輸出；

(4)將慣性測量裝置的加速度計儀表與其模數轉換電路分離，采用模擬量輸出源直接將模擬量輸入給模數轉換電路，使加速度測量通道輸入大于1g，利用步驟(2)中的方法得到加速度輸入大于1g時加速度測量通道輸出溫度模型：D₃＝f₃(T)，其中，D₃為加速度輸入大于1g時加速度測量通道輸出；

(5)分別計算步驟(4)和步驟(3)中加速度測量通道輸出溫度模型的斜率與步驟(2)中加速度測量通道輸出溫度模型斜率的偏移量，若偏移量小于等于預設的閾值，則用步驟(2)中的加速度測量通道輸出溫度模型代替相應的加速度測量通道輸出溫度模型，若偏移量大于預設的閾值，則保留原加速度測量通道輸出溫度模型；所述偏移量由公式：

Δk=|k′-kk|]]>