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微機(jī)械加速度計(jì)溫度系統(tǒng)的測試與標(biāo)定方法
【專利摘要】提供一種微機(jī)械加速度計(jì)溫度系統(tǒng)的測試與標(biāo)定方法，根據(jù)其工作原理和技術(shù)特點(diǎn)，通過試驗(yàn)和擬合計(jì)算得到用于溫度補(bǔ)償?shù)臄?shù)學(xué)模型，進(jìn)而在系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)提高微機(jī)械加速度計(jì)性能和環(huán)境適應(yīng)性。采用本發(fā)明操作簡單可靠，擬合精度高，可間接有效地解決微機(jī)械加速度計(jì)輸出受溫度影響變化大的問題，拓展微機(jī)械加速度計(jì)的工程應(yīng)用范圍。
【專利說明】微機(jī)械加速度計(jì)溫度系統(tǒng)的測試與標(biāo)定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬微慣性器件測試及應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種微機(jī)械加速度計(jì)溫度系 統(tǒng)的測試與標(biāo)定方法，主要應(yīng)用于機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)、武器制導(dǎo)及民用各類微機(jī)械加速度計(jì)的 溫度特性測試和標(biāo)定，W提高微機(jī)械加速度計(jì)的性能與環(huán)境適應(yīng)性。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，國內(nèi)外W娃材料為基體的微機(jī)械加速度計(jì)普遍存在輸出受溫度影響變化大 的問題。解決該一問題的方法有兩種：一是工作環(huán)境溫度控制，二是應(yīng)用系統(tǒng)中的溫度補(bǔ) 償。一般對于高精度的微機(jī)械加速度計(jì)（穩(wěn)定性小于lXl(T 5g)，可采用溫度控制的方法， 而對于中低精度的微機(jī)械加速度計(jì)，從成本和適用性考慮，若采用溫度控制的方法，則成本 大幅攀升，因此有必要提出改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題；提供一種微機(jī)械加速度計(jì)溫度系統(tǒng)的測試與標(biāo)定方法， 根據(jù)其工作原理和技術(shù)特點(diǎn)，通過試驗(yàn)和擬合計(jì)算得到用于溫度補(bǔ)償?shù)臄?shù)學(xué)模型，進(jìn)而在 系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)提高微機(jī)械加速度計(jì)性能和環(huán)境適應(yīng)性。
[0004] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案：微機(jī)械加速度計(jì)溫度系統(tǒng)的測試與標(biāo)定方法，包含下述 步驟：
[000引1)開啟溫箱，設(shè)定溫度75。當(dāng)溫度達(dá)到75C ±0. 5°C時(shí)，恒溫比，然后微機(jī)械加 速度計(jì)通電，進(jìn)行四位置測試并記錄其偏值K。、標(biāo)度因數(shù)Ki和溫度值；
[0006] 2)微機(jī)械加速度計(jì)斷電；
[0007] 扣降溫至65C，恒溫比，微機(jī)械加速度計(jì)通電測試并記錄K。、Ki和溫度值，斷電；
[000引 4)按上述方法，逐次測試并記錄55 °C、45 °C、35 °C、25 °C、15 °C、5 °C、 (TC、-5°C、-15°C、-25°C、-35°C和-45°C環(huán)境下偏值K。、標(biāo)度因數(shù)Ki和溫度值；
[0009] 5)升溫，逐次測試并記錄-45 °C、-35 °C、-25 °C、-15 °C、-5 °C、(TC、5 °C、15 °C、25 °C、 35 °C、45 °C、55 °C、65 °C和75 °C環(huán)境下偏值K。、標(biāo)度因數(shù)Ki和溫度值；
[0010] 6)分別計(jì)算降溫和升溫過程中同一溫度值下的偏值K。、標(biāo)度因數(shù)Ki的平均值；
[0011] 7)溫度系數(shù)標(biāo)定：對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行H階非線性擬合，確定微機(jī)械加速度計(jì)的擬合 模型參數(shù)，然后對各項(xiàng)溫度系數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。
[0012] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比操作簡單可靠，擬合精度高，可間接有效地解決微機(jī)械加 速度計(jì)輸出受溫度影響變化大的問題，拓展工程應(yīng)用范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明的工作原理示意圖；
[0014] 圖2為10001#微機(jī)械加速度計(jì)偏值的擬合溫度曲線圖；
[0015] 圖3為10001#微機(jī)械加速度計(jì)標(biāo)度因數(shù)的擬合溫度曲線圖；
[0016] 圖4為10007#微機(jī)械加速度計(jì)偏值的擬合溫度曲線圖；
[0017] 圖5為10007#微機(jī)械加速度計(jì)標(biāo)度因數(shù)的擬合溫度曲線圖；
[0018] 圖6為10001#微機(jī)械加速度計(jì)全溫輸出曲線圖；
[0019] 圖7為10007#微機(jī)械加速度計(jì)全溫輸出曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖1-7描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0021] W某型微機(jī)械加速度計(jì)為例，具體指標(biāo)如下：工作電壓；15V±0. 15V，直流，雙向 供電；工作溫度；-45°C?75C ;量程；± 15g ;偏值K。；-2. 5X 10-ig?2. 5X 10-ig ;標(biāo)度因數(shù) Ki ;220mV/g±20mV/g。
[0022] -、工作原理；如圖1所示，微機(jī)械加速度計(jì)閉環(huán)系統(tǒng)主要由表頭組件（含敏感質(zhì) 量塊的微結(jié)構(gòu)）、檢測放大電路和反饋電路等幾部分組成。當(dāng)加速度輸入作用于敏感質(zhì)量 塊m形成慣性力，使微結(jié)構(gòu)上電容極板發(fā)生位移，產(chǎn)生電容變化A C，檢測放大電路將電容 變化AC轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兓疉V，反饋電路產(chǎn)生負(fù)反饋電壓，加到微結(jié)構(gòu)上W平衡慣性力的作 用，形成閉環(huán)系統(tǒng)。
[0023] 二、試驗(yàn)設(shè)備；1)帶溫度箱的垂直位置轉(zhuǎn)臺；2)微機(jī)械加速度計(jì)四位置測試系統(tǒng) (也可用61/ 2精度的數(shù)字電壓表手動(dòng)測試、記錄和計(jì)算）
[0024] H、溫度系數(shù)測試方法
[0025] 為建立微機(jī)械加速度計(jì)的溫度模型，首先應(yīng)在各溫度點(diǎn)下對其進(jìn)行性能試驗(yàn)，具 體方法如下：
[002引 1)開啟溫箱，設(shè)定溫度75。當(dāng)溫度達(dá)到75C ±0. 5C時(shí)，恒溫比，然后微機(jī)械加 速度計(jì)通電，進(jìn)行四位置測試并記錄其偏值K。、標(biāo)度因數(shù)Ki和溫度值；
[0027] 2)微機(jī)械加速度計(jì)斷電；
[002引扣降溫至65°C，恒溫比，微機(jī)械加速度計(jì)通電測試并記錄K。、Ki和溫度值，斷電；
[0029] 4)按上述方法，逐次測試并記錄 55 °C、45 °C、35 °C、25 °C、15 °C、5 °C、 (TC、-5°C、-15°C、-25°C、-35°C和-45°C環(huán)境下偏值K。、標(biāo)度因數(shù)Ki和溫度值；
[0030] 5)升溫，逐次測試并記錄-45 °C、-35 °C、-25 °C、-15 °C、-5 °C、(TC、5 °C、15 °C、25 °C、 35 °C、45 °C、55 °C、65 °C和75 °C環(huán)境下偏值K。、標(biāo)度因數(shù)Ki和溫度值；
[003。 6)分別計(jì)算降溫和升溫過程中同一溫度值下的偏值K。、標(biāo)度因數(shù)Ki的平均值。
[0032] 選取表號10001#和10007#的2只微機(jī)械加速度計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別見表 1和表2。
[0033] 表1 ;10001#微機(jī)械加速度計(jì)溫度曲線試驗(yàn)數(shù)據(jù)
[0034]

【權(quán)利要求】
1.微機(jī)械加速度計(jì)溫度系統(tǒng)的測試與標(biāo)定方法，其特征在于包含下述步驟： 1) 開啟溫箱，設(shè)定溫度75°c，當(dāng)溫度達(dá)到75°C ±0. 5°C時(shí)，恒溫lh，然后微機(jī)械加速度 計(jì)通電，進(jìn)行四位置測試并記錄其偏值&、標(biāo)度因數(shù)&和溫度值； 2) 微機(jī)械加速度計(jì)斷電； 3) 降溫至65°C，恒溫lh，微機(jī)械加速度計(jì)通電測試并記錄IV &和溫度值，斷電； 4) 按上述方法，逐次測試并記錄55 °C、45 °C、35 °C、25 °C、15 °C、5 °C、 0°C、-5°C、-15°C、-25°C、-35°C和-45°C環(huán)境下偏值KQ、標(biāo)度因數(shù)&和溫度值； 5) 升溫，逐次測試并記錄 _45°C、_35°C、_25°C、_15°C、_5°C、0°C、5°C、15°C、25°C、 35°C、45°C、55°C、65°C和75°C環(huán)境下偏值心、標(biāo)度因數(shù)&和溫度值； 6) 分別計(jì)算降溫和升溫過程中同一溫度值下的偏值&、標(biāo)度因數(shù)&的平均值； 7) 溫度系數(shù)標(biāo)定：對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行三階非線性擬合，確定微機(jī)械加速度計(jì)的擬合模型 參數(shù)，然后對各項(xiàng)溫度系數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。
【文檔編號】G01P21/00GK104237565SQ201410513578
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】劉敬濤, 張蔚, 劉小舟, 馬讓奎, 閆瑞, 劉欣 申請人:陜西寶成航空儀表有限責(zé)任公司