加速度计静态温度模型辨识及温度补偿方法研究

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1、!""*年#月西安电子科技大学学报（自然科学版）QK=)!""*!!第0%卷!第0期!"#$%&’!"(!)*+*&%!#%*,-$.*/0R89)0%!S8)0加速度计静态温度模型辨识及温度补偿方法研究过润秋!郑晓东!王!成!西安电子科技大学机电工程学院"陕西西安!*(""*(#摘要!为了消除环境温度对加速度计精度的影响!采用最小二乘法拟合得到了石英挠性摆式加速度计数学模型的系数随温度变化的规律!建立了!"+!,"+温度范围内加速度计的静态温度模型)由-./0!"&!%"1/2组成的硬件系统利用该模型进行温度补偿后!加速度计输出随温度

2、变化的数量级为3%!相对于没有进行温度补偿前的("30!补偿效果明显)("关键词!加速度计"温度补偿"温度模型辨识中图分类号!-2!(!!!文献标识码!4!!文章编号!(""($!%"""!""*#"0$"%05$",!"#$%&’"()*$)+"*’*,-"*&+’&."()/"-"*,")01).-"#.)0&$)2-+$"()0)"(&$’&.,&01)+/-"*+3")01).-"#.)&’"()-,,)2).&0)").!"#$%&’()%#*+,-!.)/0’10&2#3,-!456&2!/678898:.;67<=8$;9

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6、作温度的波动和壳体周围的热梯度都会引起误差)材料的热胀冷缩会使加速度计的结构零件变形#对加速度计形成干扰力矩)温度变化也会使器件内部的各种材料的物理参数发生变化#力矩器磁性能的改变#也将直接影响惯性器件的输出)因此研究温度对加速度计输出影响的规律#建立加速度计静态温度模型并对由环境温度引起的误差进行补偿#是提高其精度的一个重要方法)8!加速度计温度补偿方法综述’(!,(为了克服环境温度对加速度计的影响#目前国内外常用的有以下几种方法$!("改进加速度计的热设计)由于加速度计构造的特殊性和组成器件的元件)材料的复杂性#加上高精度加速度计对

7、温度异常敏感#因此对温度变化)温度分布要求极严#所以在设计加速度计时应注意其内外温度变化的条件)温度分布状态#妥善处理这些热干扰#使之对加速度计性能的影响尽可能小)收稿日期!!""#$"#$!#基金项目!陕西省自然科学基金!!""%&!’"作者简介!过润秋!(’#"$"#女#教授)第0期!!!!!!!!!!!!!过润秋等!加速度计静态温度模型辨识及温度补偿方法研究%0’!!"进行加速度计温度补偿结构的设计)加速度计摆质心到枢轴距离的温度系数#永磁体的磁温系数和线圈的线涨系数是影响加速度计力矩器标度因数的主要因素)通过在硬件中增加负温度系

8、数的材料或元件$以抵消由温度变化引起的材料物理参数的变化$补偿温度对加速度计精度的影响)也有人在研究能自我检测%!&自我补偿的加速度计系统$该方法是通过检测质量块的静电力偏差来实现的)!0增加改善加速度计测