[發明專利]一種加速度計分辨率標定的裝置及方法

在審

• 申請號: 202310571908.7
• 申請日: 2023-05-19
• 公開（公告）號: CN116500301A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 屈少波;梅斌;呂夢豪;馬鋮;白彥崢;周澤兵
• 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: 鄧彥彥;廖盈春

1.一種加速度計分辨率標定的裝置，其特征在于，包括：氣流隔離結構、隔震臺結構及引力加速度生成結構；

所述氣流隔離結構，用于隔離氣流擾動和磁場擾動，其包括第一隔離組件和第二隔離組件，所述隔震臺結構置于第一隔離組件內部，所述引力加速度激勵生成結構置于第二隔離組件內部；

所述隔震臺結構，用于隔離地面震動，且承載待標定加速度計，使其脫離地面；

所述引力加速度激勵生成結構，用于產生引力加速度激勵，供加速度計測量，以實現對加速度分辨率的標定；

所述隔震臺結構包括：平臺、被動隔震組件及主動隔震組件；其中，所述被動隔震組件固定于地面，且通過擺線懸掛所述平臺，所述平臺用于承載加速度計，所述平臺與被動隔震組件用于衰減高于擺線固有頻率的地面震動，所述主動隔震組件安裝于所述平臺水平方向的兩側，用于控制平臺水平方向運動以抵消平臺受到的水平方向震動；

所述引力加速度激勵生成結構包括：轉臺、托盤及兩個金屬球；其中，兩個金屬球分別固定于托盤兩側，托盤固連于轉臺上表面，轉臺用于帶動托盤旋轉，使得兩個金屬球被帶動旋轉時產生相對所述加速度計周期性變化的引力，所述周期變化引力的最大值和最小值差值小于或等于加速度計分辨率對應的引力值；所述轉臺的旋轉頻率等于加速度計測試頻率的一半；在測試頻率處，將所述加速度計測量托盤上無金屬球且轉臺旋轉時的加速度幅值譜處理結果作為第一測量值，將測量托盤上有金屬球且轉臺旋轉時的加速度幅值譜處理結果作為第二測量值，所述第二測量值和第一測量值的差值對應所述加速度計分辨率的標定結果。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一隔離組件為封閉腔，所述第二隔離組件為屏蔽罩。

3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述被動隔震組件包括立方體框架；

所述立方體框架固定于地面；所述擺線一端懸掛于立方體框架頂部，另一端與平臺固定。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述主動隔震組件包括：震動傳感器、控制器及反饋力執行器；

所述震動傳感器，用于測量平臺在水平方向的震動；

所述控制器，用于根據震動傳感器測量的水平方向的震動控制反饋力執行器工作，使得所述平臺朝著水平方向震動的反方向運動；

所述反饋力執行器，用于控制平臺水平方向運動。

5.根據權利要求1至4任一項所述的裝置，其特征在于，

選擇小于轉臺極限承載能力的金屬球質量，根據金屬球的質量、需要測試的加速度計某方向加速度分辨率、萬有引力公式及牛頓第二定律公式確定所需引力加速度的最大值和最小值；其中，所述引力加速度最大值和最小值的差值小于或等于所述加速度分辨率；對于沿加速度計質心和轉臺中心連線的方向，引力加速度最大時，兩個金屬球的連線經過加速度計質心，所述引力加速度最小時，兩個金屬球連線與加速度計質心和轉臺中心的連線垂直；

根據沿加速度計質心和轉臺中心連線方向的引力加速度最大值和最小值確定轉臺中心到加速度計檢驗質量的距離和金屬球到轉臺中心的距離。

6.一種加速度計分辨率標定的方法，其特征在于，包括以下步驟：

控制加速度計測量轉臺空載旋轉時的加速度，將其幅值譜處理結果作為第一測量值；所述轉臺的旋轉頻率等于加速度計測試頻率的一半；

控制轉臺帶動兩個金屬球旋轉，使得兩個金屬球被帶動旋轉時產生相對所述加速度計周期性變化的引力；其中，周期變化引力的最大值和最小值的差值小于或等于加速度計分辨率對應的引力值；

控制加速度計測量所述轉臺帶動金屬球旋轉時的加速度，將其幅值譜處理結果作為第二測量值；

將所述第二測量值和第一測量值的差值作為所述加速度計分辨率的標定結果。