角速度传感器误差校正研究
感应同步器测角系统短周期误差的研究及软件补偿
感应同步器测角系统短周期误差的研究及软件补偿
娄莉娜;朱革;王先全;武亮
【期刊名称】《计算机测量与控制》
【年(卷),期】2010(018)008
【摘要】为了进一步提高感应同步器的精度,在详细分析了感应同步器1°内短周期误差(对极内误差)的组成与分布规律--各次谐波误差沿空间正弦分布的基础上,提出了一种误差谐波补偿新方法;该方法把沿空间正弦分布的非线性误差转化成线性误差,并采用最小二乘理论对各次谐波误差进行补偿,该误差补偿最后通过软件实现;实验证明,采用误差谐波补偿新方法,使感应同步器的精度提高到了1″左右,大大提高了感应同步器的原有精度.
【总页数】4页(P1730-1732,1735)
【作者】娄莉娜;朱革;王先全;武亮
【作者单位】重庆理工大学电子信息与自动化学院,重庆,400050;重庆理工大学电子信息与自动化学院,重庆,400050;重庆理工大学电子信息与自动化学院,重
庆,400050;重庆理工大学电子信息与自动化学院,重庆,400050
【正文语种】中文
【中图分类】TP202%TH712
【相关文献】
1.感应同步器测角系统误差分析及补偿 [J], 娄莉娜;朱革;王先全;武亮
2.感应同步器相位直读测角系统动态误差补偿 [J], 曾庆双;陶冶;任顺清
3.感应同步器测角系统误差调整与补偿 [J], 曾庆双;任顺清
4.基于轴角转换器的感应同步器测角系统误差分析与补偿 [J], 丁华福;曲蔚;曾庆双
5.旋转变压器-感应同步器双通道测角系统一次谐波误差补偿 [J], 曾庆双;张秀云因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
位移传感器电路设计及位移误差校准方法研究
位移传感器电路设计及位移误差校准方法研究位移传感器是一种常用的测量装置，广泛应用于工业自动化、航空航天、机器人等领域。
它能够将物体的位移转换为电信号输出，通过对输出信号的处理和校准，可以实现对位移的高精度测量。
本文将重点探讨位移传感器电路设计及位移误差校准方法的研究。
一、位移传感器电路设计1. 传感器选择位移传感器的选择取决于具体应用的要求和性能指标。
常见的位移传感器包括电感式传感器、电容式传感器和压阻式传感器等。
根据被测物体的特性和测量范围，选用合适的位移传感器。
2. 信号调理电路设计位移传感器的输出信号往往是微弱的模拟信号，为了提高测量精度和信噪比，需要进行信号调理。
常用的信号调理电路包括放大电路、滤波电路、稳压电路等。
放大电路可以增大传感器输出信号的幅度，滤波电路用于滤除噪声干扰，稳压电路可以提供稳定的工作电压。
3. AD转换电路设计为了将模拟信号转换为数字信号进行处理，需要使用AD转换器。
选择合适的AD转换器并进行电路设计，保证转换精度和采样频率符合测量要求。
同时，在电路设计中要注意抑制干扰和提高抗干扰能力，以确保转换结果的准确性。
4. 电源与供电电路设计位移传感器的工作需要稳定的电源供应，因此需要设计合适的电源与供电电路。
这包括电池、稳压电源、滤波电路等，确保传感器能够长时间稳定可靠地工作。
二、位移误差校准方法研究1. 线性校准方法位移传感器的输出应与被测物体的位移成线性关系，但实际中存在一定的线性误差。
线性校准方法通过对传感器的输出信号进行多点标定和线性回归，确定校准曲线以消除线性误差。
2. 温度校准方法温度是影响位移传感器测量精度的重要因素。
温度变化会导致传感器的零点漂移和灵敏度变化，影响测量结果的准确性。
温度校准方法主要包括散热和温度补偿技术。
散热是通过散热片、散热风扇等降低传感器温度，减少温度变化对测量的影响；温度补偿技术是通过建立温度与输出信号之间的关系，对测量数据进行修正。
无线传感器网络中的定位误差校正方法改进
无线传感器网络中的定位误差校正方法改进无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）作为一种重要的信息采集和传输技术，在许多领域发挥着重要作用，如智能交通系统、环境监测、无线通信等。
然而，由于各种因素的影响，无线传感器节点的定位误差往往难以避免。
因此，为了提高无线传感器网络的定位精度，研究者们提出了各种定位误差校正方法，本文将介绍几种主要的改进方式。
一、多传感器融合定位算法在无线传感器网络中，定位算法通常依赖于传感器收集到的信号强度指标。
然而，由于环境复杂性和传感器本身存在的误差，单一传感器往往难以准确测量定位信息。
因此，基于多传感器融合的定位方法成为一种有效解决方案。
多传感器融合定位算法主要包括中值滤波算法、卡尔曼滤波算法和粒子滤波算法。
中值滤波算法适用于随机噪声较大的环境，通过对多次测量结果取中值，来消除离群点的干扰，提高定位精度。
卡尔曼滤波算法则利用系统的状态方程和测量方程，通过时间和测量的动态权衡，对观测值进行修正，并对未来的位置进行预测。
粒子滤波算法则通过使用大量的粒子来对不确定性进行建模，通过不断更新粒子的权重，最终得到定位结果。
二、地标辅助定位方法地标辅助定位方法是一种利用一定数量的已知位置节点（地标）来辅助定位的方法。
这些地标节点通常具有已知的准确位置，可以提供良好的参考信息。
在定位过程中，节点通过与地标节点的通信，获取其与地标节点之间的距离或角度信息，并以此来估计自身的位置。
地标辅助定位方法中，距离测量技术和角度测量技术是常用的手段。
距离测量技术包括无线信号强度指示（RSSI）和时间差测量（TDOA）等，通过测量信号传播的强度和到达时间差来得到距离信息。
角度测量技术则通过测量节点与地标之间的方向来计算角度。
三、基于机器学习的定位误差校正方法近年来，机器学习技术的快速发展为解决无线传感器网络定位误差校正问题提供了新的思路。
通过训练算法，可以利用之前的定位数据和误差数据，建立模型来预测和校正定位误差。
借助实验理解角速度和角加速度的测量
光电传感器 分辨率
影响测量精度的 关键因素之一
提高测量精 度
关键在于优化测 量系统的各个组
成部分
准确性要求
确保数据的可靠 性和准确性
编码盘分度 角
影响测量精度的 另一重要因点偏差
校准流程
严格执行校准步 骤，确保准确性
校准结果
校准后的测量数 据更加可靠
分度值校准
借助实验理解角速度和角加 速度的测量
汇报人：XX
2024年X月
目录
第1章 介绍 第2章 陀螺仪测量角速度 第3章 旋转编码器测量角加速度 第4章 角速度和角加速度的相关计算 第5章 实验中的误差分析与改进 第6章 总结与展望
● 01
第1章 介绍
角速度和角加速 度的定义
角速度是描述物体旋 转快慢的物理量，通 常用符号ω表示，单 位为弧度每秒(rad/s)。 角加速度是描述角速 度变化快慢的物理量， 通常用符号α表示， 单位为弧度每平方秒 ( r a d / s ²) 。
提供支持。
社会贡献
推动测量技术的 进步和应用，为 社会发展做出更
大贡献。
工程设计
在工程设计中， 测量技术将发挥 越来越重要的作
用。
感谢观看
角速度和角加速度的测量实验
01 实验装置搭建
建立合适的实验环境
02 测量设备使用
选择合适的测量工具
03 实验数据记录
详细记录实验结果
● 02
第二章 陀螺仪测量角速度
陀螺仪测量角速 度的原理
陀螺仪是一种利用角 动量守恒原理来测量 角速度的设备。通过 测量陀螺仪旋转的速 度和方向，我们可以 得知物体的角速度， 从而了解其运动状态。 陀螺仪的原理简单直 观，为角速度测量提 供了重要的工具。
风力发电机组传感器精度校准方法研究
风力发电机组传感器精度校准方法研究风力发电机组在发电过程中，传感器的准确性对系统的运行和发电效率起着至关重要的作用。
因此，传感器的精度校准是必不可少的。
本文将重点研究风力发电机组传感器精度校准的方法和技术。
一、传感器的重要性传感器是风力发电机组中的关键部件，它负责监测和采集风力机组的运行状态和环境参数。
传感器的准确性直接影响到系统的安全性和性能表现。
因此，传感器的精度校准是确保系统正常运行的基础。
二、传感器的精度校准方法1. 标准比较法：标准比较法是传感器精度校准的常用方法之一。
通过将待校准的传感器和已经校准过的标准传感器进行比较，从而确定待校准传感器的误差。
在风力发电机组中，可以利用标准风速计或其他传感器作为标准传感器，进行比对校准。
2. 反馈校正法：反馈校正法是一种通过不断调整待校准传感器输出信号与实际数值之间的误差，来提高传感器准确性的方法。
通过实时监测传感器输出信号，并根据实际情况对其进行调整，可以大大提高传感器的准确性。
3. 外部校准法：外部校准法是通过将传感器与外部设备连接，通过外部设备对传感器进行校准的方法。
外部设备可以是专门的校准设备，也可以是其他传感器等。
这种方法可以减少传感器本身的误差，提高校准的准确性。
三、传感器精度校准的注意事项1. 确保校准环境稳定：在进行传感器精度校准时，必须确保校准环境的稳定性，避免外界因素对校准结果的影响。
尤其是在风力发电机组中，校准环境的稳定性对于传感器的准确性至关重要。
2. 定期校准：传感器的精度会随着使用时间的增加而逐渐降低，因此定期进行传感器的精度校准是十分必要的。
建议对风力发电机组中的传感器进行定期检查和校准，确保系统的正常运行。
3. 记录校准过程：在进行传感器精度校准时，一定要详细记录校准过程和结果，以备日后查询和参考。
记录校准过程可以帮助分析传感器的使用情况，及时发现问题并加以解决。
综上所述，风力发电机组传感器的精度校准对于系统的运行和发电效率至关重要。
感应同步器测角系统误差分析及补偿 (2)
4 误差修正方法
在进行测角系统的精度调试及标定中,
就是根据 3 中的误差源, 逐项进行调试, 进而
使测角系统达到精度要求。
4. 1 漂移误差及跳字( $ Hi3 + $ Hi4) 的解决
引起这些误差的原因主要是温度及电路
长时间工作带来的不稳定性, 解决方法主要
正工作。
4. 2 $ Hi′( $ Hi′= $Hil+ $ Hi2 ) 的补偿
这是测角系统的基本误差, 它属于变换
误差。在测角系统中, 除感应同步器外, 激磁
电源、信号变换器都会导致误差, 统称变换误
差。该误差是测角系统误差的主要部分。下
面着重分析这一部分误差产生的原因及解决
措施。在 2 所述的两相激磁鉴相型测角系统
在消除了上述二次谐波误差及高次谐波 误差之后, 测角精度仍不能满足要求( 图 4 是 消除上述误差之后的误差曲线) , 这是由于存 在一次谐波( 相对于激磁频率) 误差的原因。 一次谐波误差可以认为是由激磁电压与反馈 信号之间耦合产生的。
李秋明等: 感应同步器测角系统误差分析及补偿
53
·
设此干扰电压为 k-
大。如果第 2、3 点的高度小于第 1 点, 则应向 相反方向调节幅值。注意, 调节二次谐波时,
不是改变最高点或最低点的误差, 而是要调
节该误差曲线的形状, 使它的二次谐波成分
消失。
4. 2. 2 两相电源的相位误差
设两相激磁电源分别为
õ
õ
UA = j U
õ
UB =
õ
U
ej $U
( 10)
$ U为电源两相电压时间相位的非正交误差,
mpu9250芯片误差
mpu9250芯片误差（原创版）目录1.MPU9250 芯片概述2.MPU9250 芯片的误差类型3.MPU9250 芯片误差的原因4.MPU9250 芯片误差的解决方法5.总结正文【1.MPU9250 芯片概述】MPU9250 是一种高精度、低功耗的三轴角速度传感器，广泛应用于智能手机、平板电脑等消费电子产品中。
它能够测量物体在三维空间中的角速度，为设备的运动检测和姿态控制提供精确的数据支持。
【2.MPU9250 芯片的误差类型】MPU9250 芯片的误差主要分为两种类型：随机误差和系统误差。
随机误差是由于传感器在测量过程中受到外部环境因素的影响，如温度变化、电磁干扰等，导致测量数据不稳定。
系统误差则是由于传感器自身结构和制造工艺的缺陷，导致测量数据偏离真实值。
【3.MPU9250 芯片误差的原因】MPU9250 芯片的误差主要源于以下几个方面：（1）温度变化：温度对传感器的灵敏度和零点漂移有较大影响，可能导致测量误差。
（2）电磁干扰：强电磁场会对传感器的输出信号产生干扰，影响测量精度。
（3）传感器结构和制造工艺：传感器结构和制造工艺的缺陷可能导致零点漂移、灵敏度变化等问题，影响测量精度。
【4.MPU9250 芯片误差的解决方法】针对 MPU9250 芯片的误差问题，可以采取以下措施进行解决：（1）对传感器进行温度补偿：通过内置温度传感器获取环境温度，根据温度变化对传感器的输出数据进行补偿，降低随机误差。
（2）增加屏蔽罩：为传感器增加屏蔽罩，减少外部电磁干扰对传感器的影响，提高测量精度。
（3）采用差分测量：通过两个传感器的差分输出信号，消除共模干扰，降低电磁干扰对传感器的影响。
（4）软件滤波：通过对传感器输出信号进行低通滤波、卡尔曼滤波等处理，消除随机误差，提高测量精度。
【5.总结】MPU9250 芯片作为一款广泛应用的角速度传感器，虽然存在一定的误差，但通过对误差类型的分析和解决方法的研究，可以有效地降低误差，提高测量精度。
角运动测量及校准方法
doi:10.11823∕j.issn.1674-5795.2021.02.08角运动测量及校准方法彭军(航空工业北京长城计量测试技术研究所,北京100095)摘㊀要:角运动测量在旋转机械㊁飞行器㊁舰船㊁车辆㊁机器人等领域应用非常广泛㊂本文介绍各类角运动测量仪器的基本原理与应用领域,阐述了角运动参数计量技术现状及发展趋势,重点介绍了角运动参数动态校准方法,并指明了以量子陀螺为代表的新一代角运动参数测量技术成为国家战略关键技术后需要研究的问题㊂关键词:角运动;测量;校准中图分类号:TB922㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1674-5795(2021)02-0073-08Angular Motion Measurment and Calibration MethodPENG Jun(Changcheng Institute of Metrology&Measurement,Beijing100095,China)Abstract:Angular motion measurement is widely used in rotating machinery,aircraft,ship,vehicle,robot and so on.This paper intro-duces the basic principle and application field of angular motion measuring instruments,expounds the present situation and development of angu-lar motion parameter measurement technology,and emphatically introduces the dynamic calibration method of angular motion parameters.Key words:angular motion;measurement;calibration0㊀引言刚体的运动有平移和定轴转动两种基本形式㊂描述平移运动的主要物理参数有位移㊁速度和加速度;描述定轴转动的主要物理参数有转角㊁角速度和角加速度㊂当描述一个物体在某空间的运动时,可将其运动分解为其质心沿空间坐标系3个轴的平移运动和绕3个坐标轴的定轴转动㊂各类旋转机械的转动㊁地球的自转,飞行器的航向㊁俯仰和横滚运动,车辆运动过程中急速转弯,舰船行驶过程中受巨浪的拍打而引起的俯仰及横向角度变化㊁机器人各关节的运动等,都可以用角运动量进行表征㊂作为一种常见的运动方式,角运动可分为匀速和非匀速两类:其中,非匀速角运动的角速度随时间变化,也称为动态角运动㊂近年来,动态角运动量测量的需求不断增加,例如:在飞行控制中,对惯导系统动态特性要求不断提高;在发动机和机器人领域的瞬态转动量测量需求也在增加㊂动态角运动测量技术迅速普及,角加速度计已经用于飞行器和汽车的控制系统㊂线运动计量技术发展的较早,也更为成熟㊂线运动计量是为了解决位移㊁速度㊁加速度的溯源问题,从激励信号类型可以分为振动(稳态)和冲击(瞬态)两类,从量值溯源途径可以分为绝对法(一次法)和比较法(二次法)两类㊂目前,国际标准化组织(ISO)已经制订了比较完备的线振动和冲击校准领域的国际标准,包括采用激光干涉法进行振动和冲击绝对法校准,振动㊁冲击比较法校准等㊂角运动计量是为了解决角位移㊁角速度㊁角加速度的溯源问题,总体而言,国际角运动的计量体系尚不完善[1]㊂1㊀典型角运动参数测量仪器1.1㊀光栅测角仪(角度编码器)典型的光栅测角仪采用圆光栅或柱面光栅测量角度㊂它们的基本结构是将光栅刻划在圆盘或圆柱体上㊂光栅是由大量等宽等间距的平行狭缝构成,高精度测角光栅在360ʎ均布着数万甚至数十万根刻线㊂光电读数头用于对光栅角位移进行检测,主要由副光栅㊁光源㊁光电转换器件组成㊂副光栅的刻线间距与主光栅相同,光栅旋转时光电读数头利用主副光栅相对运动产生的莫尔条纹明暗变化测量角度参量的变化㊂1997年,德国研制出世界上测角精度最高的光栅,它的分辨力为0.01ᵡ,测角误差为0.036ᵡ㊂此后Hei-denhain制造出光栅数字测角转台,圆光栅尺寸可达ϕ400mm,栅线数可达162000条,系统误差在ʃ0.15ᵡ范围内㊂圆光栅广泛应用于机器人㊁数控机床㊁航空航天等领域㊂德国的Opton和Heidenhain㊁英国的Ren-ishaw㊁美国的Itek,Micro-E和GRI主要生产各类圆光栅编码器㊂圆光栅既可用于高准确度角位移测量,也可用于动态角运动量测量㊂1.2㊀转速测量仪转速测量仪最简单的方式是利用敏感器件在旋转运动过程中每周产生一个脉冲,通过测两个脉冲间的时间间隔计算转速㊂敏感器件包括光电式㊁磁电式㊁电感电容式等㊂利用多齿或多标记细分法可以在每周产生多个脉冲,实现对转速的细分测量,但其细分数有限,瞬时转速的时间分辨力低,不能满足动态测量需要㊂转动量测量还常采用测速发电机法,这种方法利用电磁感应原理,其输出电压与转速成正比,缺点是进行动态测量频响范围窄㊁准确度低㊂上述方法主要用于匀速转速测量㊂1.3㊀扭振测量仪扭振亦即扭转振动,是结构动力学行为的表现形式之一,一般与其他振动载荷同时出现㊂扭振会对结构施加额外载荷(振动力矩及其伴随应力),会引起结构疲劳㊁振动㊁噪声㊁舒适性等方面的问题㊂扭振的主要表征参数包括扭转角度㊁角速度㊁角加速度以及动态扭矩等㊂扭振测试仪广泛应用于舰船㊁航空发动机㊁车辆㊁机器人等领域,是监测㊁检验装备旋转㊁扭振是否符合设计要求㊁判断设备健康状态㊁预测装备零部件寿命的重要手段之一㊂高端扭振测试仪具有全面的扭转运动学和扭转动力学分析功能㊂作为第一代扭振测试仪的典型代表 盖格尔扭振测量仪为全机械结构,通过模仿惯性速度传感器测量实现扭振拾取和记录㊂HBM以及ONOSOKKI则直接通过高采样率㊁高准确度㊁具有扭转波动测量功能的系列化扭矩传感器实现扭矩的测量㊂B&K TAC15使用线性加速度计拾取扭振信号,来适应扭振的现场测量需求㊂德国Polytec公司采用OFV400激光探头以及OFV4000控制器实现物体扭转和角运动的测量㊂其基本原理是激光干涉仪发出两束测量光束,其距离固定㊁平行且已知㊂通过两束光测量物体表面两点的线速度,根据两速度的差值与光束的距离之间的关系可计算出被测物体的角速度,从而实现旋转轴角运动参数的非接触测量㊂1.4㊀陀螺仪陀螺仪用于角速度的测量㊂惯性导航系统主要由陀螺和加速度计组成,因其自主性高㊁隐蔽性好㊁抗干扰能力强㊁全天候㊁全时空等诸多优点被广泛应用于航空㊁航天㊁航海和陆地机动等领域㊂现代军事装备离不开惯性导航系统㊂潜艇在水下长时间航行,飞行器在空间的稳定㊁摄影测绘㊁姿态调整,武装直升机等武器系统的瞄准线和射击线的稳定等都需要通过惯性测量系统实现㊂惯性导航系统具有初始对准时间长㊁其自身漂移导致误差积累等缺点,一度被卫星导航系统所压制㊂随着国际形势的风云变幻,卫星导航系统在安全性㊁可靠性等方面的缺点逐渐显现,很难保证武器装备在战时的可靠性甚至可用性,惯性导航系统在军事领域不可替代的地位更加凸显㊂陀螺仪是惯性导航系统的核心部件,其性能直接决定了惯性导航系统的准确度㊂陀螺仪的发展经历了从以牛顿经典力学为理论基础的转子陀螺仪到三浮陀螺仪,再到以Sagnac(萨格纳克)效应为基础的激光陀螺㊁光纤陀螺,工作原理和性能指标不断进步㊂目前,传统陀螺准确度最高的是静电陀螺(ESG),其零偏稳定性在10-6~5ˑ10-4ʎ/h范围内;中高精度零偏稳定性在5ˑ10-4~10-1ʎ/h范围内,包括激光陀螺(RLG)和光纤陀螺(FOG)等㊂光纤陀螺发展很快,霍尼韦尔公司研制的干涉型光纤陀螺(IFOG)零偏稳定性优于1ˑ10-4ʎ/h,角度随机游走5ˑ10-5ʎ/h1/2[2]㊂受到原理限制,传统陀螺仪很难兼顾高准确度和小体积,其漂移所带来的误差累积也限制了它的应用㊂半球谐振陀螺(Hemispherical Resonance Gyroscope, HRG)是一种利用半球壳唇缘的径向振动驻波进动效应来敏感基座旋转的新型固态谐振陀螺,是目前准确度最高的固体振动陀螺,具有无高速转子和活动部件㊁启动时间短㊁漂移小㊁过载能力强㊁频带宽㊁耐辐射以及体积小㊁重量轻㊁功耗低㊁寿命长㊁适应复杂环境等优点,特别适合在空间飞行器上使用㊂美国是最早研究HRG的国家,诺斯罗普㊃格鲁门公司的HRG 成功应用于MX洲际导弹;Delco公司为美国国家航空航天局的哈勃望远镜设计的Hubble HRG测量误差为0.00008ʎ/h㊂2018年法国赛峰公司的半球谐振陀螺角度随机游走达到0.0002ʎ/h1/2,标度因数稳定性为0.1ˑ10-5(有效值),零偏稳定性为0.0001ʎ/h㊂HRG 产品在航天领域应用最多,涉及天基预警㊁对地观测㊁深空探测等㊂微半球谐振陀螺是半球谐振陀螺小型化的产物,也是半球谐振陀螺的发展方向㊂随着现代物理学的发展,原子冷却㊁原子操控㊁激光等技术飞速进步,诞生了以原子物理和量子力学为理论基础的新型陀螺仪:量子陀螺[3-4]㊂量子陀螺以碱金属原子㊁电子和惰性气体原子等为工作介质,具有体积较小和超高准确度等优点,在惯性导航㊁姿态控制等领域表现出巨大的潜力,一经问世便成为国内外的研究热点㊂量子陀螺仪可分为自旋式和干涉式两大类,自旋式包括核磁共振陀螺仪(NMRG)㊁无自旋交换驰豫陀螺仪(SERF)和金刚石NV色心陀螺仪;干涉式主要为原子干涉陀螺仪(AIG)㊂上述的四种量子陀螺仪中,发展最为成熟的是核磁共振陀螺仪,其准确度高㊁体积小,具有芯片化的前景,美国在二十世纪70年代已开展相关技术研究㊂在美国国防部高级研究计划局(DARPA)对微小型㊁高准确度陀螺的需求牵引下,诺斯罗普㊃格鲁门公司近年来取得了积极的进展,研制的陀螺样机零偏稳定性为0.02ʎ/h,标度因数稳定性为5ˑ10-6,在此基础上,该公司拟实现零偏稳定性为1ˑ10-4ʎ/h㊁标度因数稳定性为1ˑ10-6的惯性测量单元㊂航天科工集团33所自主研制出核磁共振陀螺原理样机,使我国成为全球为数不多的掌握这项技术的国家之一㊂SERF陀螺的研究起步稍晚,2011年,普林斯顿大学的第二代SERF研究装置实现了零偏稳定性0.0005ʎ/h㊂北京航空航天大学㊁北京航天控制仪器研究所等单位也在开展SERF陀螺的研究㊂金刚石NV色心陀螺仪利用氮空位中的核自旋或者电子自旋结构和多种荧光辐射体系引起的微弱自旋信息来敏感载体转动信息,近年来进展较慢㊂原子干涉陀螺仪理论上具有超高准确度,零偏稳定性可以达到10-10ʎ/h,但研究起步较晚㊁技术难度大㊂近年来美国斯坦福大学㊁法国巴黎天文台㊁德国汉诺威大学等均开展了原子干涉陀螺仪研究㊂法国巴黎天文台首次实现采用冷原子干涉进行三个方向的加速度以及三个方向的角速度测量㊂国内中科院武汉物数所㊁清华大学和北京航天控制仪器研究所等单位也在开展原子干涉陀螺仪研究㊂全球卫星导航系统(GPS)存在易受干扰㊁欺骗及在某些环境下不可用等缺陷,美国一直在寻求GPS替补方案,以打破对其高度依赖㊂由于量子导航系统具有准确度高㊁抗干扰能力强等特性,具有不依赖于GPS实现自主定位的潜力㊂DARPA布局开展定位㊁导航和授时(PNT)相关技术研究,包括适应型导航系统(ANS)㊁微小型化PNT(Micro-PNT)㊁量子辅助感测和读出(QuASAR)㊁超快激光科学与工程项目(PULSE)以及对抗环境下时空和方向信息(STOIC)等㊂未来有望实现不依赖于GPS,可以达到GPS系统定位准确度的微型化量子惯性导航与定位系统㊂1.5㊀角加速度计角加速度计采用不同的工作原理,获得与角加速度成比例的电信号,目前主要有液环式㊁压阻式和压电式角加速度计㊂分子型液环式角加速度计利用液体双层理论来敏感输入轴方向的角加速度,并输出与该角加速度信号成正比的电信号,它主要由液环及放大器组成㊂液环内的工作液体作为惯性质量相对于转换器运动时,液体的流动转移 转换器 液体 界面处的电荷,由于 Quincke 效应,液体的惯性运动直接转换为与角加速度相对应的电信号㊂压阻式角加速计中,硅谐振梁式角加速度计是通过对位于硅谐振梁上压敏电阻的阻值变化测量角加速度值㊂当角加速度产生时,压敏电阻阻值的变化与加载在谐振梁上的力成比例㊂压电式角加速度计其压电陶瓷会在垂直于轴的环向产生一个与角加速度成比例的电荷㊂角加速度计可用于惯导系统中,角加速度信息与惯性导航装置所采集的其它信息相互结合,可以使得系统的动力学系数辨识和制导控制一体化设计成为可能;同时,由于角加速度信息在相位上超前于角速度反馈,因此引入角加速度信息的反馈可以提升飞行器/水下航行器抗未知瞬发干扰的能力㊂2㊀角运动参数计量标准角运动参数可分为静态参数和动态参数㊂静态参数主要有角位置和匀速旋转运动的转速,其中低转速的发生装置主要为速率转台,主要用于陀螺和惯导系统的测试与校准;动态参数是指随时间变化的量,主要有动态角速度和动态角加速度,主要发生装置有角振动台㊁摇摆台㊁角冲击台㊁突停台㊁仿真转台等㊂2.1㊀角位置计量标准角位置计量标准主要有多齿分度台㊁位置转台或棱体及光电自准直仪组成的测角系统等,可实现对角度分度及角位置定位的计量测试㊂多齿分度台是检测角度的一种精密仪器,主要由两个具有相同外径㊁齿形㊁齿距的端面齿盘组成的精密角度测量工具,它的检测角度基数为360ʎ/n,n为一周的齿数,常用的有360齿㊁391齿和720齿等,最大分度误差为0.2ᵡ~0.5ᵡ㊂位置转台主要由台体㊁控制系统㊁角度测量系统㊁控制计算机等组成㊂目前高准确度位置转台的角位置定位误差小于1ᵡ㊂按转台的轴数可分为单轴㊁双轴和三轴转台㊂在三轴转台上校准惯性系统,一次安装即可完成航向角㊁俯仰角和横滚角的校准㊂对陀螺进行校准时,利用三轴转台提供的精确姿态信息,以地球的重力加速度和自转角速度作为输入量,将转台按照设定的轨迹转动到不同的位置,通过观测陀螺的输出,根据已经建立的数学模型,对陀螺标定因数进行校准,一般有八位置法和十六位置法㊂棱体及光电自准直仪组成的测角系统则可以对角度发生装置进行测量与校准,棱体常见的有23面棱体和24面棱体,分度误差小于1ᵡ,光电自准值仪则在小角度范围内误差小于0.1ᵡ㊂2.2㊀转速计量标准速率转台是陀螺和惯导系统在设计㊁研制㊁生产过程中常用的计量标准之一㊂按其转轴的数目分有单轴㊁双轴㊁三轴㊂速率转台对陀螺校准是根据转台提供的一系列标准角速度,与陀螺的输出进行比较,由陀螺的误差模型,得到其标度因数(灵敏度)和安装误差角㊂常用的速率转台的范围为0.0001~1000ʎ/s,角速率准确度和稳定性为5ˑ10-5(360ʎ角度间隔)㊂可以满足机械陀螺仪和微机械陀螺仪的计量测试需求㊂俄罗斯全俄门捷列夫计量科学研究院(VNIM)建立的角速度标准角速度范围为0.00006~600ʎ/s,角速误差为1ˑ10-5㊂航空工业计量所建有低转速计量标准[5-6]如图1所示,超低速转速标准转台采用气浮轴系支撑,分体式力矩电机驱动,高准确度光栅测角系统反馈控制,实现速率范围0.00001~1000ʎ/s,角速率准确度和稳定性优于2ˑ10-6(360ʎ角度间隔)㊂图1㊀超低速转速标准台2.3㊀动态角运动计量标准对角运动量的动态计量需求主要有:陀螺或惯导系统产品的幅频特性㊁相频特性㊁带宽㊁启动时间延迟等,主要的工作计量标准有角振动台㊁仿真转台㊁突停台等㊂ISO制定的角运动标准有ISO16063-152006‘Methods for the calibration of vibration and shock transducers Part15:Primary angular vibration calibra-tion by laser interferometry“㊂我国的动态角运动计量技术规范有GB/T20485.15-2010/ISO16063-15:2006‘振动与冲击传感器校准方法第15部分激光干涉法角振动绝对校准“,GJB/J6205-2008‘角振动传感器校准规范“㊁JJF1453-2014‘角运动传感器(角冲击法)校准校准规范“㊁JJG(军工)184-2019‘标准角振动传感器“㊂以下简要介绍各类角运动动态校准方法,并对各种方法的特点进行比较㊂2.3.1㊀角振动标准角振动标准通过控制角振动激励台产生标准的正弦角运动信号,同时采集标准输出与被校传感器的输出,经过正弦拟合或DFT等处理,比较标准信号的幅值与被校传感器输出信号的幅值,得到传感器的灵敏度,比较标准输出信号初始相位角与被校传感器输出信号的初始相位角,得到相位差,实现对传感器幅频特性和相频特性的校准㊂德国PTB(Physikalisch-Technische Bundesanstalt)系列角振动标准可实现的频率范围为0.4~1000Hz,幅值测量不确定度为0.3%~0.5%㊂韩国KRISS(Korea Research institute of standard and science)系列角振动标准可实现的频率范围为1~800Hz,幅值测量不确定度为0.3%~0.8%㊂近年来,中国计量科学研究院(NIM)也进行了角振动的研究工作,目前角振动标准可实现的频率范围为0.05~1200Hz㊂航空工业计量所建有系列角振动标准,其频率范围为0.005~1000Hz,幅值灵敏度校准(如图2)不确定度为0.5%~2%,相位测量不确定度为0.5ʎ~2ʎ㊂计量所低频角振动标准采用基于气浮轴系激励源㊁基于分体式永磁电机的低失真动态角运动反馈控制㊁通过对光栅信号的解调㊁非线性补偿将角振动量值直接溯源到角度和时间两个基本量㊂通过同时采集角振动标准输出并对其进行解算,得到角位移序列φM(t i),与被校传感器在激励作用下产生输出u(t i)进行正弦拟合得到㊂u(t i)=A u cosωt i-B u sinωt i+C u(1)φM (t i )=A φcos ωt i -B φsin ωt i +C φ(2)由式(1)和式(2)联立求解得到式(3)和式(4)㊂^u =A 2u +B 2u ㊀㊀φu =arctanB uA u(3)^φM =A 2φ+B 2φ㊀㊀φS =arctanB φA φ(4)式中:^u为角振动传感器输出的幅值,φu 为角振动传感器输出在采集时刻的相位角,^φM为标准角位移幅值,φS 为标准角位移采集时刻的相位角㊂图2㊀低频角振动台被校传感器可以是角位移㊁角速度或角加速度传感器,标准测量通道为位移信号,为了用同一标准完成对不同角振动传感器的校准,需要对角位移㊁角速度和角加速度依据式(5)~(10)进行换算㊂角位移过程为^d =^φM ㊀㊀ϕd =ϕS (5)角速度过程为^v =2πf ^φM ㊀㊀ϕv =ϕS +π2(6)角加速度过程为^a =(2πf )2^φM ㊀㊀ϕa =ϕS +π(7)得到角振动传感器的幅值灵敏度和相位角延迟分别为角位移传感器S d =^u^d ㊀㊀Δϕ=ϕd -ϕu(8)角速度传感器S v =^u^v㊀㊀Δϕ=ϕv -ϕu(9)角加速度传感器S a =^u^a ㊀㊀Δϕ=ϕa -ϕu(10)由此,可以获得各类传感器的幅值灵敏度和相移[7]㊂2.3.2㊀角冲击标准角冲击标准通过控制角冲击激励台产生一定脉冲持续时间和峰值的半正弦激励,由激光干涉仪与柱状圆光栅组成的标准测量系统,利用高速数采模块同时采集标准测量信号与被校传感器信号,解算出标准信号波形和被校传感器输出波形,比较两信号的峰值得到传感器的幅值灵敏度㊂德国PTB 从上世纪九十年代开始一直在进行角冲击标准研究,但目前的能力和指标没有公开的报道㊂其他国家计量机构也未见相关报道㊂航空工业计量所角冲击标准如图3,其技术指标峰值角加速度为500~15000ʎ/s 2,脉冲宽度为5~30ms,测量不确定度为2%㊂角冲击标准激励源由台面㊁空气轴承㊁光栅㊁电机等组成㊂控制系统以计算机为核心,主要有两条控制线路:一路是由主控制器㊁主轴电机㊁光栅主控系统;另一路是由从控制器㊁滑环电机㊁编码器组成的跟随系统㊂激光干涉仪与柱状圆光栅组成标准测量系统,PXI总线数据采集系统对标准测量系统输出信号和被校传感器输出信号进行采集,将角冲击量值溯源到角度和时间两个基本量[8]㊂图3㊀角冲击标准角冲击标准在不同的半正弦波脉冲持续时间和峰值状态下,对角运动传感器进行校准[9]㊂被校角运动传感器刚性安装在角冲击台台面上,标准装置控制系统根据校准的要求,控制角冲击台给出相应的半正弦激励㊂采用光栅作为角运动量测角元件,其输出的电压信号^ux 和^u y 被数据采集系统数字化后形成2个离散信号系列^u x [n ]和^u y [n ]㊂被测角位移可由公式(11)计算得到[10]㊂θ[n ]=g 2πarctan ^uy [n ]^ux [n ]+k π()(11)式中:θ[n ]为角位移,rad;^ux [n ],^u y [n ]为光栅读数头输出信号,V;n 为0,1,2,3, ,离散信号系列变量;g 为光栅栅距,rad;k 为整数㊂可采用时域差分法对角位移信号一次差分得到角速度,数据处理过程如图4(a)所示;对角位移信号两次差分得到角加速度,数据处理过程如图4(b)所示㊂图4㊀时域差分计算方法也可用频域DFT法计算得到角速度,数据处理过程如图5(a)所示;用频域DFT法计算角加速度数据处理过程如图5(b)所示㊂图5㊀频域DFT计算方法比较被校传感器的输出与标准装置的输出,得到被校角运动传感器的灵敏度㊂㊀㊀公式(12)可计算出角加速度传感器灵敏度㊂Sθ㊆=^uθ㊆θ㊆(12)式中:Sθ㊆为角加速度传感器的角冲击灵敏度,V/(ʎ㊃s-2); ^uθ㊆为角加速度传感器输出的电压峰值,V;θ㊆为输入角加速度峰值,ʎ/s2㊂公式(13)可计算出角速度传感器灵敏度㊂Sθ㊃=^uθ㊃θ㊃(13)式中:Sθ㊃为角速度传感器的角冲击灵敏度,V/(ʎ㊃s-1); ^uθ㊃为角速度传感器输出的电压峰值,V;θ㊃为输入角速度峰值,(ʎ)/s㊂公式(14)可计算出角位移传感器灵敏度㊂Sθ=^uθθ(14)式中:Sθ为角位移传感器的角冲击灵敏度,V/(ʎ);^uθ为角位移传感器输出的电压峰值,V;θ为输入角位移峰值,(ʎ)㊂3㊀采用不同激励信号对陀螺进行校准不同类型的激励信号可以获得被校传感器的不同的计量特性,可以根据用户的测试需求选择激励信号的类型及角运动计量标准装置㊂本文采用超低转速标准装置㊁角振动标准装置㊁角冲击标准装置对同一支光纤陀螺进行校准㊂3.1㊀超低速转速标准采用超低转速标准对光纤陀螺校准,校准结果如表1,光纤陀螺在不同角速度下的标定曲线如图1所示㊂表1㊀某光纤陀螺静态输出校准结果表标准角速率/(ʎ㊃s-1)实测传感器输出值/mV灵敏度/(mV㊃(ʎ㊃s-1)-1)标准角速率/(ʎ㊃s-1)实测传感器输出值/mV灵敏度/(mV㊃(ʎ㊃s-1)-1)1 6.6669 6.67-1-6.5627 6.56 533.1273 6.63-5-33.0025 6.60 1066.1962 6.62-10-66.0415 6.60 50330.049 6.60-50-329.9434 6.60 100655.833 6.56-100-655.3775 6.55 150972.9317 6.49-150-972.7992 6.49 2001277.945 6.39-200-1278.065 6.39 2501567.376 6.27-250-1567.476 6.27 3001837.557 6.13-300-1837.694 6.13图6㊀光纤陀螺静态标定曲线图㊀㊀从表1与图6中可以看出:随着角速度的提高,该传感器输出灵敏度有所下降,在角速率小于50ʎ/s 时传感器灵敏度为6.6mV/(ʎ㊃S-1),最高角速率时,其输出灵敏度系数为6.1mV/(ʎ㊃S-1),正反转的对称性除1ʎ/s,其余可达0.45%㊂3.2㊀低频角振动标准采用低频角振动台对该光纤陀螺进行校准,校准结果见表2所示,其幅频特性和相频特性曲线见图7所示㊂表2㊀某光纤陀螺不同频率下正弦激励校准结果表序号给定频率/Hz灵敏度系数/(mV㊃(ʎ㊃s-1)-1)相移/(ʎ)11 6.610.05 22 6.600.22 35 6.580.40 48 6.580.69 510 6.590.89 616 6.59 1.48 720 6.63 2.01 830 6.61 2.84 940 6.63 3.68 1049 6.70 5.32 1160 6.59 5.62 1270 6.57 6.00 1380 6.687.00 1490 6.738.14 15100 6.629.08图7㊀某光纤陀螺幅频与相频特性㊀㊀从表2和图10中可以看出,由于该传感器的频带足够宽,在被校频率点上其灵敏度系数没有明显衰减㊂校准时各频率点的最大速度一般在20~100ʎ/s之间,其输出的灵敏度系数在6.6mV/(ʎ㊃S-1)附近,与静态校准时得到的灵敏度系数有较好的一致性㊂陀螺的相移随频率增加而增大,在100Hz时,相移达到9ʎ㊂3.3㊀角冲击标准用角冲击标准对该光纤陀螺进行校准,校准结果见表3和图8所示㊂表3㊀某光纤陀螺不同脉宽下对的校准结果序号脉宽/ms灵敏度系数/(mV㊃(ʎ㊃s-1)-1)15 6.646210 6.611320 6.537430 6.527550 6.521680 6.5137100 6.5158150 6.502图8㊀不同脉宽下传感器的输出灵敏度曲线图图9给出了陀螺在8ms脉宽下的校准波形图,可以看出陀螺的输出波形比标准装置的输出波形在时间上有一滞后,滞后时间2.1ms㊂。
浅谈传感器误差和ADC误差及校正此类误差的优势
1.概要船高。
因而可能需要使用新系统来升级现有的端点，这个系统的微控制器需要2.引言类误差的优势。
此外，本文还将阐释在基于STMicroelectronics据闪存查找表。
3.传感器误差对于能检测温度、压力和电压等模拟量的传感器，都可能存在非线性误差。
在项目开发阶段，对照精确基准来测试传感器，并将传感器数字输出与基准值进行比较，这一点尤为重要。
由此开发人员可以尽早确定是否存在任何传感器基准值偏离，以及就应用要求而言这些偏差可否接受。
然后开发人员就能决定是否有必要补偿任何偏差，如有必要，则是否应该在硬件或固件中补偿偏差。
某些传感器误差或许是可预测的线性误差。
这类误差补偿很简单，只需对传感器输出加上或减去某个常数即可。
有时这类误差可能会随传感器量程而变化。
例如，从零到三分之一量程，可能需要加上某个常数；从三分之一到二分之一量程，可能就需要不同的常数。
这些误差均可进行预测，显然也很容易校正，但是，精确读数的偏差可能会随时间推移而发生变化。
此外，由于传感器暴露于极端温度、环境湿度大或传感器老化等原因，日后可能还会出现新的误差。
是否需要校正这些误差则始终取决于应用。
或许有必要在极端温度、压力和湿度条件下测试系统，以确定传感器性能。
汽车、军事和某些工业系统等应用需要对这些环境进行检测。
然而，如今许多新的物联网端点已然延伸至传感器应用范围之外，因此传感器测试可能成为一项新要求。
与模拟传感器一样，诸如ADC 之类常用微控制器模拟外设可能也需要定期进行在系统校准。
ADC 误差并不总是可预测，即便可以使用算法校正初始误差，误差也可能随着时间推移而发生变化，并可能变得无法通过算法来轻松校正。
这可能会导致系统无法再以所需精度继续运行，从而导致高昂的更换成本。
使用数据查找表进行模拟传感器误差校正的优势数据查找表是一种实用、有效的方法，可以快速执行一些常见计算，诸如三角函数等复杂计算，或者字节的位反转或格雷码转换等简单计算。
加速度计 角度 角速度 误差
加速度计和陀螺仪是导航和控制系统中的重要传感器，它们在测量和计算角度、角速度时都存在误差。
加速度计的误差主要来源于测量加速度时的随机误差和系统误差，以及角速度测量时的积分误差。
加速度计的随机误差可以通过增加测量次数和采用滤波算法来减小，系统误差可以通过标定和补偿来减小。
但是，由于加速度计的积分误差随着时间的推移而累积，会导致角速度计算的误差逐渐增大。
陀螺仪的误差主要来源于机械旋转轴的偏心和机械摩擦等，这些误差可以通过高精度的制造和标定来减小。
同时，陀螺仪的随机误差也会影响角度测量的精度，需要通过增加测量次数和使用滤波算法来减小。
在无陀螺捷联惯导系统中，加速度计用于测量角速度和加速度，而陀螺仪用于测量角度和角速度。
由于加速度计的误差会随着时间的推移而累积，因此需要采用观测方程对积分误差进行补偿，以减小导航误差。
同时，为了减小随机误差和系统误差对加速度计测量的影响，可以采用滤波算法和补偿算法进行数据处理。
总之，加速度计和陀螺仪在测量角度、角速度时都存在误差，需要根据具体情况选择合适的方法进行误差补偿和处理。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（ ①军 械 Ｔ程学 院 ， 石家庄 ００ ０ ； ） ６ ６ 队 ， ５０３（ ７ ３ 部 ￣８ 成都 ６０ ０ ； ７ １ 部 队 ， 萨 ８００ ） １００（ ６ １ ￣７ 拉 ５００ （ ）ｒｎｎｅＥ ｇ ｅｒ ｇＣ ｌｇ ，ｈ ｉ ｈａｇ ５ ０３ Ｃ ｉ ； （ Ｏｄａｃ ｎｉ ｅｎ ｏｅｅＳｉａ ｕｎ ００ ，ｈ ａ ￣ ｎ ｉ ｌ ｊｚ ０ ｎ ＠ Ｕ ｉ７６６ Ｃ ｅｇｕ６ ００ ，ｈ ａ＠Ｕ ｉ７ ６ １Ｌａａ８００ ，ｈ ａ ｎｔ ８３ ，ｈｎｄ １００Ｃ ｉ ； ｎ ７ １ ，ｈｓ ５００ Ｃ ｉ ） ｎ ｔ ｎ
・ 度传 感 器 误 差 校 正研 究
Ｓｔ ｙ ｏ Ａｎｇ ａｒ Ｖｅ ｏ ｉｙ Ｔｒ ｉｓＥｒ ｏ ａ ｇ ｎ ｒ ｅ ｔｏ ｅ ｈｏ ｕｄ ｎ ｕｌ ｌ ｃｔ ａ ｌ ｒ ｒ Ｍ ｒ ｉ Ｃｏ ｒ ｃ ｉ ｎ Ｍ ｔ ｄ
石 志 强①Ｓ ｉ ｈｑａ ｇ 房 刚②Ｆ ｎ ｎ ； 治 星 ③ＬｕＺ ｉｉｇ ｈ ｉｉｎ ； Ｚ ａ ｇＧａ ｇ 刘 ｉ ｈｘｎ
的实用性 。
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｒ ｌｔ ｎ ｈｉ ｅｗｅ ｎ ａｔｐ ｆａ ｇ ａ ｅｏ ｉ ｒ ｎ ｎ ｕ ｎｄｏ ｐ ｔｉ ｉ ａ ，ｆｏ ｔｅ ｏ ｐ ｔｖ ｌ ｇ ａ ｎ ｗ ａ ｇ ｔａ ｇ ｌｒ ｔａ ｔ ｈ ｅａｉ ｓ ｐ ｂ ｔ ｅ ｙ ｅ ｏ ｎ ｕｌｒｖ ｌｃｔ ｔａ ｓＳ ｉｐ ｔａ ｕｔｕ ｓｌ ｏ ｙ ｎｅ ｒ ｒ ｍ ｈ ｕｔｕ ｏｔ ｅｗｅｃ ｎ ｋ ｏ ｔｒｅ ｎ ａ ａ ｕ ｖ ｌｃｔ ． ｍｐ ｏ ｅ ｔｅ ｓ ｒ ｅ ｒ ｃｓｏ ，ｗｅ ｒ ｖｓ ｈ ｕｌｐ ｓｔ ｎ ａ ｄ ｓ ｎ ｉｉｉ ｒｏ ｓｔ ｒｕ ｈ ｔｅ ｌｎ ａ ｐ ｒｔｏ ，ａ ｄ ｍｏｅ ａ ｃ ｒ ｔ ａｇ ｔａ ｇ ｌ ｅｏ ｉｙ Ｔｏ ｉ ｒ ｖ ｈ ｕ ｖ ｙｐ ｅ ｉｉｎ ｅ ｉｅｔ ｅ ｎ ｌ ｏ ｉｉ ｎ ｅ ｓｔｖｔ ｅ ｒｒ ｈｏ ｇ ｈ ｉｅ ｒｏ ｅ ａｉｎ ｎ ｒ ｃ ｕ ａｅ ｔｒｅ ｎ ａ ｏ ｙ ｕ ｒ ｖ ｌ ｉｙ ｒ ｓ ｔ ｏ ｄ ｂ ｏ ．Ｔｈ ｅ ｕｔｓ ｏ ｈ ｔｏ ｏ ｎｙ ｅ ｅ ｔｖ ｌ ｍｐ ｏ ｅ ｕ ｖ ｙ ｐ ｅ ｉｉｎ ｏ ｎ ｕａ ｅｏ ｉｙ ｔａ ｓ ｕ ｌｏ ｈ ｓ ｃ ｒ ｉ ｅｏ ｔ ｅｕｌ ｃ ｕｌ ｅ ｇ ｔ ｃ ｓ ｅ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗｓｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ｎ ｔｏ ｌ ｆ ｃｉｅｙ ｉ ｒｖ ｓ ｓ ｒｅ ｒ ｃｓｏ ｆａ ｇ ｌｒｖ ｌｃｔ ｒ ｎ ，ｂ ｔａｓ ａ ｅｔ ｎ ａ ｐ ａ ｔｃ ｂ ｌ ｙ ｒ ｃｉａ ｉｉ ． ｔ
亦 即 目标 水 平 运 动 的 角速 度 成 正 比 ， 经 放 大 器 放 大 ， 得 到 目标 再 就
水 平 运动 的角 速 度 信号 。其 传 输 特 性 见 式 （ ） １。 ｔ ８ ｏ Ｕ ＝ （） １ 当火控计 算机在某瞬时采样到信号 ｕ时 ， 就可按式（ ） 算出 １计 炮 塔 角速 度 。 在 炮 塔 的 实 际 工作 中 ， 电压 信 号 Ｕ 与角 速 度 信 号 是 近 似成 线性 关 系 的。 以通 过 误 差 校 正 使 测 得 的 电压 值 更 趋 近 于 真 实 可 值 ， 而 得 到 更精 确 的 目标 角 速 度信 号 。 从 １ 零 位 和 灵敏 度 误 差 校 正 及 模 型 建 立 方法 对于 一个 理 想 的线 性 检 测 系 统 来 说 ， 果 把 被 测 量 的真 值 Ｙ作 如 为 它 的输 入 ， ｘ 为 它 的输 出读 数 即 ＡＤ 转 换 的 结 果 。 我们 完 全 把 作 ／ 可 以 由输 出读 数 Ｘ 下 式 确 定 被 测 量 的真 值 Ｙ 按 。
中图分 类号： Ｎ ９ Ｔ ９
文献标识码 ： Ａ ｙ ａｘ ａ ＝ １＋ ｏ
文章编号 ：０ ６ ４ １ （０ ０ ３ —０ ６ ０ １０ — ３ １２ １ ）４ ０ ３ — ２ （ ６）
０ 引 言
在某炮 的正常工作中 ， 用炮塔角速度传感器 向计 算机提供 目标 式 中 ，ｌｌ ， ＝ ｘｋ 上 式可 用 图 １ 示直 线来 表 示 。 由 图可 ａ ／ ａ 一０ 。 ＝ ｋ ０ ／ 所 水 平 向运 动 的角 速 度 信 号 。 角速 度 传 感 器 使 用 测 速 发 电机 测 速 ， 由 见 ，只 要 给 线 性 测试 系统 先 后 施 加 两 个 不 同标 准 的 输 入 Ｙ和 Ｙ， 并 齿 轮传 动 机 构 、 直流 测 速 发 电机 和 放 大 器 组 成 。 角 速度 传 感器 安 装 记 下 两 次 相 对 应 的 输 出读 数 ｘ 和 ｘ， 可 按 下 式 求 出 式 （ ） ， ：就 ６ 中的 系 到炮塔上 ， 其齿 轮与车体的齿圈啮合。 当炮手转动炮塔跟踪 目标时 ， 数 ａ和 ａ 。 １ ０ 齿 轮传 动 机 构 带 动 测速 发 电机 转 动 发 电。 所 发 电压 与 炮 塔 的 转 速 ，
关键 词 ： 角速度 传感 器 ； 零位 ； 灵敏度 ； 差校 正 误
Ｋ ｅ ｒ ｓ ｎ ｌ ｅｏ ｉ ｒ ｎ ； ｕ ｌｐ ｓｔｏ ｓ ｎ ｉｉｉ ； ｒｏ ｏ ｅ ｓ ｔ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ：ａ ｇ ａ ｖ ｌｃｔ ｔａ ｓ ｎ ｌ ｏ ｉ ｎ； ｅ ｓｔｖｔ ｅｒ ｒｃ ｍｐ ｎ ａｉ ｕ ｒ ｙ ｉ ｙ ｏ