微惯性技术第四章

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——1、与零偏相关的性能参数

b. 零偏稳定性
当输入角速率为零时,衡量陀螺仪输出量围绕其均值的离散程度。 以规定时间内输出量标准偏差相对应的等效输入角速率表示,单位 (º )/s。
2 1 1 Bsm Fj F K N / P 1 j 1 N/P


1/ 2
Km
ˆ F F j j Fmax
max
--第j次输入角速率对应拟合直线上计算值; K m --第m次测试得到的标度因数非线性; K --标度因数非线性; Q --测试次数; Fmax --最大输入角速率对应陀螺输出值的最大绝对值。
ˆ F j
1 K Km Q m 1
Q
二、微陀螺仪性能测试的主要参数
3TD-555型三轴飞行仿真转台
3TD-555型三轴飞行仿真转 台是一种三轴自动台面式多功 能、多用途的惯导系统测试设 备。主要用于惯测系统的标定、 检测与实验,设有位臵、速率、 摇摆、仿真等功能。该转台采 用计算机进行操作控制,具有 高精度的定位能力,速率平稳 性、操作失真度及良好的动态 特性。
2TS-320型带温控箱双轴速率转台
2TS-320A型双轴速率 转台为双轴自动台面式 机械轴系速率转台。主 要用于惯性元器件的标 定与测试。该转台具有 位臵、速率功能,可由 计算机程序控制运行, 自动采集、存储、处理、 打印转台位臵及被测件 输出等数据。
双轴艇体摇摆台
双轴艇体摇摆台为 台面式机械轴系结 构形式双轴艇体摇 摆台,主要用于艇 体摇摆仿真实验。
Fj --第j次输入角速率 ij 对应的陀螺输出值
K --标度因数,单位mv/ (º /s)
F0 --拟合零位
vj
--拟合误差
二、微陀螺仪性能测试的主要参数
——2、与标度因数相关的性能参数

b. 标度因数非线性
在输入角速率范围内,陀螺仪输出量相对于用最小二乘法拟合直 线的最大偏差值与最大输出量的比值,单位ppm。计算公式:
3KTD-565型三轴多功能转台
3KTD-565型三轴多功能 转台是一种三轴自动框架 式多功能惯导测试设备。 具有位臵、速率、摇摆、 伺服等功能,能满足惯性 系统及惯性元器件的全部 功能测试和实验。该转台 采用计算机进行操作控制, 具有高精度的定位能力、 速率平稳性、操作失真度 及良好的动态特性。
2T-250型双轴精密位臵转台

2T-320型双轴位臵转台 为双轴台面式电驱动位臵转台, 并配有可调整的方位轴,主要用于惯导系统和惯性元器件 的位臵测试,由计算机控制数据处理。
2KTZ-300型双轴角振动转台
2KTZ-300型双轴角振动 转台为双轴自动框架式 机械轴系地面试验设备。 主要用来模拟运载器发 射时的振动过程,测试 惯导系统在角振动状态 下的承受能力及跟踪精 度。该设备采用计算机 控制、数据处理,具有 归零、位臵、振动功能, 测量精度高、动态性能 好。
——2、与标度因数相关的性能参数

c. 标度因数对称性
在输入角速率范围内,陀螺仪正反两个方向输入角速率 的标度因数差值与其平均值的比值,ppm。计算公式如下:
K mu
K
K K K
1 Q Ku K mu Q m1
Kmu
--第m次测试对应的标度因数不对称度; --正转输入角速率范围内拟合得到的标度因数; K --反转输入角速率范围内拟合得到的标度因数; Ku --标度因数不对称度; K --标度因数平均值。
二、微陀螺仪性能测试的主要参数

4、其它性能参数:

k. 外形

重量 尺寸 功耗 电源(通常指微陀螺的供电电压) 工作温度 储存温度 振动 冲击,加速度 平均无故障时间:(如50000h [20℃]) 寿命(预计):(如15年)

l. 环境


可靠性

二、微陀螺仪性能测试的主要参数

e. 零偏加速度灵敏度
陀螺仪零偏随加速度引起的变化量,以单位重力加速 度引起的零偏变化量表示,(º /s)/g。
二、微陀螺仪性能测试的主要参数
——2、与标度因数相关的性能参数

a.标度因数
陀螺仪输出量与输入角速率的比值,用某一特定直线的 斜率表示,该直线是根据整个角速率范围内测得的输入 输出数据,用最小二乘法拟合求得,mV/(º /s)。计算公 式如下:
2、测什么? 3、用什么测?
4、怎么测?
5、怎么评价?
五、微加速度计性能测试的目的与意义
六、微加速度计性能测试的主要参数 七、微加速度计性能测试的方法 八、微加速度计性能评价
〇、常用测试、标定设备

1、水平台 2、转台
3、风度头
4、离心机 5、振动台(有的也叫激振台) 6、冲击试验平台 7、冲击碰撞试验平台 8、综合环境实验系统

1、水平台
一个能够提供水平平台环境的台体,常见的水平台有 以下几类: 机械式 气浮式 磁浮式 静电浮式
•2、转台

能够提供旋转转速(位臵、摇摆等运动形式的台体), 常见的有: 单轴 双轴 三轴 突停
单轴速率转台
单轴多功能转台
单轴多功能突停转台

单轴多功能突停转台为单 轴台面式机械轴系多功能 转台,具有突停、速率、 振动及位臵功能,主要用 于惯性系统的动态测试。
5、振动台

可分别完成正弦振动试验和宽带随机振动试验,可完 成经典(半正弦、梯形、后峰锯齿)脉冲和冲击响应 谱试验。 主要用于完成惯导系统器件频率特性的动 态实验系统。
6、冲击实验平台

冲击试验系统可供各类产品做冲击试验,考核试品在 冲击环境下功能的可靠性和结构完好性。
SS系列冲击试验系统
1. 台面
2. 主轴
直径: φ320mm; 负载: 10kg
主轴方向: 水平 轴 系:精密机械轴系 位臵精度: 1.5″(RMS) 位臵分辨率: 0.36″ 位臵重复性: ±0.5″ 倾角回转误差: ±1″ 滑环: 60环(2A) 3.台体外形尺寸: φ660mm×1100mm 4.台体重量: 300kg
微惯性技术
——微惯性器件测试与评价
中北大学
电子与计算机科学技术学院
李 杰
Tel:3921882;
E_mail: Lijie@nuc.edu.cn
主要内容
〇、常用测试、标定设备
一、微陀螺仪性能测试的目的与意义 二、微陀螺仪性能测试的主要参数 三、微陀螺仪性能测试的方法 四、微陀螺仪性能评价
1、为什么测?
SSH-1 50000g高加速度冲击台
SSH-10 20000g高 加速度冲击台
IT系列斜面冲击试验台
7、冲击碰撞实验台
SB系列冲击/碰撞试验台简述 SB系列冲击碰撞试 验台集冲击、碰撞于一体,可用以评定被试产品在使 用、装卸、运输过程中能承受的重复性机械碰撞环境 下的适应性以及结构的完好性。适用于电子器件,仪 器仪表及其它已包装的机电设备。
Q


2
1/ 2
K r --标度因数重复性;
K m --第m次测试的标度因数;
二、微陀螺仪性能测试的主要参数
——2、与标度因数相关的性能参数
d. 标度因数重复性
在相同条件下及规定时间内,重复测量陀螺仪标度因数 之间的一致程度,以各次测量所得标度因数的标准偏差 与其平均值的比值来表示,单位ppm。计算公式如下:
1 Kr K 1 Q 1 Km K m 1
2TF-500型双轴伺服转台

双轴台面式气浮轴伺服试验 设备,并配有可调整的方位 轴,主要用于高精度测试各 种二自由度陀螺的漂移,同 时也可以作为单轴转台对单 自由度陀螺进行测试。该转 台具有位臵、速率、自动阶 跃翻滚等功能,由计算机控 制、数据处理、存储、显示、 打印,基本实现自动控制与 自动测试。


a. b. c. d. e.
标度因数 标度因数非线性 标度因数对称性 标度因数重复性 标度因数温度灵敏度
二、微陀螺仪性能测试的主要参数

3、其它性能参数:

a. b. c. d. e. f. g. h. i. j.
输入轴 输入基准轴 输入失准角 交源自文库耦合系数 启动时间 阈值 分辨率 测量范围 带宽 输出噪声
1 Q Bs Bsm Q m 1
Bsm --第m次测试得到的陀螺零偏稳定性; Bs --陀螺零偏稳定性。
Fj --按周期P求取平均值得到的新的数据样本; P --数据平均周期;
二、微陀螺仪性能测试的主要参数
——1、与零偏相关的性能参数
c. 零偏重复性
在相同条件下及规定时间内,重复测量陀螺仪零偏之间的 一致程度。以m次测量所得零偏标准偏差表示,(º /s)。
主要内容
一、微陀螺仪性能测试的目的与意义
二、微陀螺仪性能测试的主要参数
三、微陀螺仪性能测试的方法
四、微陀螺仪性能评价
二、微陀螺仪性能测试的主要参数

1、与零偏相关的性能参数:

a. b. c. d. e.
零偏 零偏稳定性 零偏重复性 零偏温度灵敏度 零偏加速度灵敏度

2、与标度因数相关的性能参数:

SB/B系列冲击/碰撞试验台
8、综合环境试验系统
综合环境试验系统是为完成有关温度、湿度、气压和 振动的综合试验要求而特殊设计的,设计时充分考虑 了不同工况的要求,广泛应用于产生快速温度变化的 综合环境的可靠性试验、鉴定试验和应力筛选试验等

一、微陀螺仪性能测试的目的与意义

1、研制阶段的性能测试
4、离心机

LXT-30精密离心机是利用旋转速率获得离心加速度的 运动仿真设备,可用于加速度表的静态标定和测试. 主要技术指标: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 加速度范围: 0.1g-30g 分辩率: 0.1g 加速度(g值)精度: 1×10-4 负载: 5kg×2 滑环: 40环(1A) 台体外形尺寸:Φ1200mm×1000mm 台体重量: 1500kg
2 1 Br B0 m B 0 Q 1 m 1 Q


1/ 2
Br --零偏重复性;
--第m次测试的零偏; B 0 --零偏平均值; Q --测试次数。
B0 m
二、微陀螺仪性能测试的主要参数
——1、与零偏相关的性能参数

d. 零偏温度灵敏度
相对于室温零偏,由温度变化引起的陀螺仪零偏变化 量与温度变化量之比,取最大值来表示,(º /s)/℃。
——1、与零偏相关的性能参数

a. 零偏
输入角速率为零时陀螺仪的输出量(º /s)
1 F N
F
i
B0 m
1 F K
1 Q B0 B0 m Q m1
Fi --每次采样的电压输出;
B0 m --第m次测试得到的陀螺零偏;
F --N次测试得到的输出平均值;
B0 --陀螺零偏。
二、微陀螺仪性能测试的主要参数


(1)检测和验证设计参数的合理性,以便进一步的优 化微陀螺设计参数,提高其性能指标; (2)定量地给出已经设计成型的微陀螺性能指标参 数,以便将其作为正式产品进行销售;

2、应用阶段的性能测试

(1)帮助我们针对具体应用,完成器件选型分析,决 定所选器件能否满足应用需求; (2)帮助我们提高器件与系统的实际使用精度。
Fj K j F0 v j Fj Fj Fr
N Fj Fjm / N m 1
Fr Fs Fe / 2


F jm --陀螺第m组输出值
N --采样次数 --转台静止时陀螺输出的平均值
Fr
Fs , Fe --角速率试验前后,陀螺仪输出的平均值
带温控箱可倾式双轴速率转台

2TS-350型可倾式双轴速率转 台为带温控箱双轴台面机械轴 系速率位臵转台。内环为自动 主轴,具有速率、位臵及摇摆 功能,外环为手动倾斜轴,具 有位臵功能,并配有可调整的 方位轴,用于方位调整。该转 台配有温控箱,可由计算机实 施控制和数据采集,主要用于 惯导系统的动、静态测试。
3DMC系列三轴电动飞行模拟转台
3DMC系列三轴飞行模拟转 台是多功能的运动模拟设备。 具有模拟、速率和位臵工作 方式。
TAS系列三轴姿态模拟转台
XJT系列线加速度模拟转台(可变加速度离心机)
TXT系列天线测试飞行仿真转台
TAS系列三轴姿态模拟转台
3、W881C自动分度头

W881C自动分度头一台高精度惯导测试设备,具有自动 定位功能,主要用于测试和标定±1g内的惯导及加速度 计静态特性。它由一台具有水平方向主轴的台体及电控柜 组成。 主要技术指标:
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