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1、2015年4月宇航计测技术Apr.,2015第35卷第2期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.35,No.2文章编号:1000-7202(2015)02-0014-03中图分类号:TH824.2文献标识码:A基于加速度计的旋转平台角加速度检测方法高扬张新磊麦吉胡睿(北京航天计量测试技术研究所,北京100076)摘要角加速度是衡量转台动态性能的重要技术指标。以加速度计标定方法为理论依据,分析了利用加速度计对转台进行角加速度测量的可行性,并予以具体实现,解决了在特定条件下对角加速度测量的需要。关键词角加速度加速度计旋转平台Measurem
2、entMethodforAngleAccelerationofTurn-tableBasedonAccelerometerGAOYangZHANGXin-leiMAIGiHURui(BeijingAerospaceInstituteforMetrologyandMeasurementTechnology,Beijing100076)AbstractTheangleaccelerationisanimportanttechnicalindexesfordynamicperformanceofturn-table.BasedonthecalibrationmethodofAcceleromete
3、r,thefeasibilityusingaccelerometertomeasureangleaccelerationisanalyzed,andthemethodisputtocometrue.Themeasurementrequirementsofac-celerationforturn-tableinparticularconditionaresolved.KeywordsAngleaccelerationAccelerometerTurn-table1引言采集从启动到速率平稳这一时间段内的电压信号,依照变换公式计算得到实时角加速度值以实角加速度是衡量转台动态性能的重要指标。现测试。
4、目前,角加速度的测量多通过转台在一定频率一定方法源于在某旋转平台角加速度测试时,原测幅值范围内运行摇摆功能,再依据公式计算得到角试系统无法通过光电编码器得到实时角位置数据,加速度数值;也可利用位置编码器作为反馈器件,实也无法在定频率定幅值条件下运行摇摆功能,故前时采集转台运行中的位置数据,通过对位置数据二述常用两种方法均无法适用。联想高准确度线加速阶微分得到转动时的角加速度数据,实现角加速度度平台对加速度计的标定方法,逆向思维反推出通的测试。过高准确度加速度计对平台进行等间隔时间的角速本文区别于以上方法,采用高准确度加速度率数据采集,通过数学转换,实现对转台的角加速度计作为反馈元件,通过对旋
5、转平台发送速率指令,测试,验证转台角加速度的实际指标。收稿日期:2014-11-05,修回日期:2015-01-20作者简介:高扬(1981-),女,工程师,主要研究方向:惯导测试设备控制系统与设备测试研究。第2期基于加速度计的旋转平台角加速度检测方法·15·2方法实现式中:ω———平台转动中的角速率,rad·g/s。由(1)、(2)式经过变换得到2.1系统原理ω=a/r=e×9.8/kr(3)本方法的核心器件为高准确度加速度计。以此外,角加速度α的计算公式为加速度计标定方法为理论依据,通过加速度计输出信号与平台旋转时的向心加速度、向心加速度与平ω2-ω1α=(4)台角速率、角速率与角加速度
6、之间的数学关系,逆推t出用加速度计对旋转平台角加速度的测试方法,并式中:ω、ω———转动中前一时刻和后一时刻的角12予以实现。速率,其间隔时间为t。2.1.1加速度计的标定由式(3)和式(4)得到角加速度与加速度计测加速度计的标定是通过高准确度线加速度台试信号的数学关系为(离心机)高速旋转测试实现。测试时,设置平台角速率并转动平台,待转动匀速后采集加速度计输出e1×9.8/kre2×9.8/kr9.81α=-=(e-e)×ttkr12t信号,以高准确度的平台角速率计算得到加速度计(5)自身的线性加速度数据,并进行准确度指标标定。随着加速度计准确度指标的不断提高,对线加式中:e1———第1次采
7、样的电压值,V;e1———第2次速度台的速率精度也提出更高的要求。目前线加速采样的电压值,V。-6通过式(5),可以知道,理论上,只要平台运转度台速率准确度指标可做到1×10,甚至更高。2.1.2加速度计与平台角速率以及角加速度的数在加速过程,只要加速度计输出信号e1≠e2,则角学关系加速度α≠0。示意图见图1。假设加速度计A安装于平台2.2具体实现上,敏感中心距平台圆心距离为r(单位m),当平台系统原理框图
