角度传感器动态角误差测量方法的研究

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1、２０１４年８月宇航计测技术Ａｕｇ．，２０１４第３４卷第４期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃＭｅｔｒｏｌｏｇｙａｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＶｏｌ．３４，Ｎｏ．４文章编号：１０００－７２０２（２０１４）０４－０００６－０４中图分类号：Ｐ２１３文献标识码：Ａ角度传感器动态角误差测量方法的研究周彩红云鹏刘勇刘柯（北京航天计量测试技术研究所，北京１０００７６）摘要针对急需解决的角度传感器动态角计量问题，设计了动态角误差的测量方法，详细介绍了测量原理、测量过程及误差的评定方法，并进行了测量结果的不确定度评定。由

2、不确定度评定可知，转台对传感器的电磁干扰导致的读数跳动及安装误差对测量准确度影响较大，为进一步完善该测量方法指明了研究方向。关键词角度传感器动态角不确定度ResearchonDynamicAngleErrorMeasurementMethodofAngleSensorＺＨＯＵＣａｉ-ｈｏｎｇＹＵＮＰｅｎｇＬＩＵＹｏｎｇＬＩＵＫｅ（ＢｅｉｊｉｎｇＡｅｒｏｓｐａｃｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＭｅｔｒｏｌｏｇｙａｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７６）AbstractＡｍｅａｓｕ

3、ｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｏｆａｎｇｌｅｓｅｎｓｏｒ′ｓｄｙｎａｍｉｃａｎｇｌｅｅｒｒｏｒｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｏｆａｎｇｌｅｓｅｎｓｏｒ′ｓｄｙｎａｍｉｃａｃｃｕｒａｃｙｗｈｉｃｈｎｅｅｄｓｔｏｂｅｓｏｌｖｅｄｅｘｔｒｅｍｅｌｙ．ＷｏｒｋｉｎｇＰｒｉｎｃｉｐａｌ，ｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｍｅａｓｕｒｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｙｎａｍｉｃｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｒｅｐｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔ

4、ｉｓａｌｓｏａｓｓｅｓｓｅｄ．Ｗｅｆｉｎｄｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｅｆｆｅｃｔｆｒｏｍｔａｂｌｅｉｎｄｕｃｅｓｒｅａｄｉｎｇｕｎ-ｓｔｅａｄｉｎｅｓｓ，ｗｈｉｃｈｍａｋｅｓａｂｉｇｇｅｒｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ．Ｔｈｅｆｉｘｉｎｇｅｒｒｏｒａｌｓｏｍａｋｅｓｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｂｉｇｇｅｒ．Ａｓｔｕｄｙｄｉｒｅｃｔｉｏｎｉｓｆｏｕｎｄｔｏｐｒｅｆｅｃｔｔｈｅｄｙｎａｍｉｃａｎｇｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ．KeywordsＡｎｇｌｅｓｅｎｓｏｒＤｙｎａｍｉｃａｎｇｌｅＵｎｃｅｒｔ

5、ａｉｎｔｙ1引言传感器的发展趋势。相应地，开展角度传感器动态角误差的测量也成为角度传感器计量的重要发展方角度传感器，包括各种惯性测量单元在伺服控向。目前，我国对角度传感器的计量基本还停留在制系统、动态系统中应用越来越广泛。大量应用于传统的静态角度误差测量上，还没有一套针对角度无人机、汽车、轮船导航的角度传感器，其使用环境传感器动态性能测量的规范、方法，而静态测角误差包括振动、加速度、颠簸地形或风浪较大的海面，要并不能充分反映其动态特性，显然已无法满足角度求传感器在动态环境下也能提供准确的航向、俯仰、传感器发

6、展及应用的需求。目前，国际上也只有德横滚值。这类在运动载体上进行角度测量的传感器国和俄罗斯建立了动态角运动量标准装置，美国、日应具备较高的动态测角能力，否则会影响整个系统本、韩国等许多国家的计量机构正在开展动态角校的精度。因此，重视并提高动态测角能力成为角度［１］准技术研究。收稿日期：２０１３－１１－０１，修回日期：２０１３－１２－２５作者简介：周彩红（１９７９－），女，硕士研究生，主要研究方向：长度计量测试技术。第４期角度传感器动态角误差测量方法的研究·７·本文针对角度传感器动态角误差测量开展研测量条件提

7、供动态环境，被测传感器按敏感轴方向究，设计了一种可靠、便捷、高效的测量方法，通过误安装于转台工作台面上，通过可调工装使航向、俯差分析证明了方法的可行性。仰、横滚三个方向各自平行于转台的航向、俯仰、横滚三轴方向。测量时如图２所示，被测件安装牢固2动态角误差测量方法后，操作转台使其按照设定的测量条件运动，在运动过程中定时采集被测传感器的输出及转台自身的角2．1动态角误差测量的概念度，通过计算、分析得到被测传感器动态测角误差，角度传感器的动态测角能力是指角度传感器能从而给出被测传感器在此测量条件下的动态性能评准确

8、测量运动载体实时角度值的能力。此时被测角价。度值是不断变化的，通过测量规定时刻（如指定时间间隔）的实时值，并由测量误差的大小来评价这种能力。从计量角度而言，这种对于动态角误差的测量［２］属于“动态量测量”。动态量测量定义为：“在规定的动态参数和测量不确定度条件下，当被测量的量值随时间不断变化时，对其实时值的测量”，是指被测的量值在“变”，而不只是被测件在“动”，应注图1用于测试的三轴转台明动态参数。此处有两个容易