[發明專利]一種測量加速度計模型參數磁矢量靈敏度的裝置及方法

有效

• 申請號: 202110652195.8
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113466492B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 張夢琪;劉金全;涂良成
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01P21/00
• 分類號: G01P21/00
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 廖盈春;曹葆青

本發明公開了一種測量加速度計模型參數磁矢量靈敏度的裝置及方法，裝置包括：固定連接的加速度產生模塊和磁場發生模塊，加速度產生模塊給加速度計提供可變且可定量的加速度輸入；磁場發生模塊給加速度計提供可變且穩定的磁場環境；當使用加速度產生模塊時磁場發生模塊有與之相同的位姿變化，使待測加速度計在輸入加速度改變時所處的磁場環境不變。本發明通過保持磁場發生裝置產生的磁矢量方向與加速度計測試裝置之間的空間角度關系不變，保證了檢測過程中，加速度計敏感軸與磁場方向之間角度關系不變；從而保證改變沿加速度計各軸的輸入加速度時，加速度計各軸所處的磁場環境不發生改變，避免了加速度計相對磁場方向發生改變引入的誤差。

技術領域

本發明屬于加速度計測試技術領域，更具體地，涉及一種測量加速度計模型參數磁矢量靈敏度的裝置及方法。

背景技術

加速度計是一種檢測物體運動加速度的慣性儀表，它被廣泛應用于慣性導航制導、微震測量、精密重力測量等方面。加速度計的磁靈敏度表示外部環境磁場對加速度計影響的物理量，用來表征單位磁場強度對加速度計輸出的影響，它會直接影響到加速度計檢測信號的真實性。在加速度計應用時，若其磁靈敏度較高，可能導致目標信號被磁場變化引起的輸出信號淹沒，或將磁場變化引起的輸出變化誤認為目標待測信號，而導致檢測異常。這就需要對加速度計的磁靈敏度進行檢測以在使用時與環境磁場結合，將磁場引起的誤差信號扣除，從而提高加速度計的使用性能。

目前加速度計的磁靈敏度測試方法是類比振動與沖擊傳感器的磁靈敏度測試方法，將傳感器放置在均勻磁場內，通過固定磁場旋轉傳感器，或固定傳感器旋轉磁場的方式，找到傳感器在磁場中的輸出最大值，并以此最大值與當前磁感應強度的比值作為傳感器的磁靈敏度。這主要是基于GB/T 13823.4或ISO 5347-19，或在它們之上進行的改進。

但現有方法仍存在不足，首先，現有方法僅能測得加速度計總輸出關于磁場的最大響應，雖然此方法的測試結果可以為加速度計的磁屏蔽需求提出指導，但沒有將加速度計的模型參數分離，例如在旋轉加速度計重力梯度儀的應用中，加速度計的零偏和標度因數各自的磁場響應就需要被分別討論，但是，在分離過程中，加速度計相對地磁場的方向也在不斷改變，地磁場將對檢測結果產生影響；其次，由于磁場是有方向性的矢量，現有方法沒有考慮在加速度計與磁場方向之間的角度關系發生變化時，加速度計的磁靈敏度也會發生變化。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明提供了一種測量加速度計模型參數磁矢量靈敏度的方法，其目的在于分離加速度計模型參數的磁矢量靈敏度，旨在解決現有技術中的加速度計低頻漂移、環境噪聲和地磁場相對加速度計方向改變等因素干擾測試結果導致分離精度低的問題。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種測量加速度計模型參數磁矢量靈敏度的裝置，包括：固定連接的加速度產生模塊和磁場發生模塊，所述加速度產生模塊用于給加速度計提供可變且可定量的加速度輸入；所述磁場發生模塊用于給加速度計提供可變且穩定的磁場環境；工作時，當使用所述加速度產生模塊時，所述磁場發生模塊有與之相同的位姿變化，從而使安裝在磁場發生模塊中的待測加速度計在輸入加速度改變時所處的磁場環境不變。

更進一步地，通過螺釘將加速度產生模塊和所述磁場發生模塊固定連接。

本發明還提供了一種基于上述的裝置實現測量加速度計模型參數磁矢量靈敏度的方法，包括下述步驟：

S1：通過磁場發生裝置產生幅值為第一幅值且頻率為第一頻率的交變磁場，并采集加速度計的輸出作為第一輸出；

通過改變磁場的幅值大小，使所述磁場發生裝置產生第二幅值且頻率為第一頻率的交變磁場，并采集加速度計的輸出作為第二輸出；

重復上述步驟M次并獲得M組第一頻率下不同幅值大小的交變磁場下的加速度計輸出，M為大于等于2的整數；