【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石英挠性加速度计宽频动态测量
,具体地,涉及提高石英挠性加速度计宽频动态测量能力的方法。
技术介绍
石英挠性加速度计是一种能在0~100Hz频带内实现高精度线加速度测量的传感器。但是随着测量频带的拓宽,石英挠性加速度计幅频响应呈上升变化,特别是在200Hz以上相对误差已超出10%,从而影响了动态测量的准确度。在实现本专利技术的过程中,专利技术人发现现有技术中至少存在宽频动态测量精度低等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于,针对上述问题,提出提高石英挠性加速度计宽频动态测量能力的方法,以降低测量设备的体积、功耗和输出速率,提高了宽频动态测量精度,增强带内噪声抑制能力,使得石英挠性加速度计测量频带在0~300Hz内,幅频曲线相对误差小于10%。为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是:提高石英挠性加速度计宽频动态测量能力的方法,主要包括:步骤1:确定采用的检测电路形式;步骤2:传感器与检测电路进行匹配性设计,确定限流电阻值;步骤3:确定模拟滤波器电路形式和截止频率;步骤4:对0~300Hz信号进行过采样,设置AD采样频率;步骤5:确定数字滤波器类型和设计参数;步骤6:进行滤波抽样,得到625Hz的数据。进一步地,步骤1中,所述检测电路为I/V变阻抗放大电路,具体包括前置运算放大器U1,限流电阻R2,增益调节电阻R3和输出失调平衡电阻R4,所述限流电阻R2一端与石英挠性加速度计电路的电压输出端连接,限流电阻R2的另一端与前置运算放大器U1的反相输入端连接,所述输出失调平衡电阻R4一端与前置运算放大器U1的同相输入端连接,输出失调平衡电阻 ...
【技术保护点】
提高石英挠性加速度计宽频动态测量能力的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:确定采用的检测电路形式;步骤2:传感器与检测电路进行匹配性设计,确定限流电阻值;步骤3:确定模拟滤波器电路形式和截止频率;步骤4:对0~300 Hz信号进行过采样,设置AD采样频率;步骤5:确定数字滤波器类型和设计参数;步骤6:进行滤波抽样,得到625Hz的数据。
【技术特征摘要】
1.提高石英挠性加速度计宽频动态测量能力的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:确定采用的检测电路形式;步骤2:传感器与检测电路进行匹配性设计,确定限流电阻值;步骤3:确定模拟滤波器电路形式和截止频率;步骤4:对0~300Hz信号进行过采样,设置AD采样频率;步骤5:确定数字滤波器类型和设计参数;步骤6:进行滤波抽样,得到625Hz的数据。2.根据权利要求1所述的提高石英挠性加速度计宽频动态测量能力的方法,其特征在于,步骤1中,所述检测电路为I/V变阻抗放大电路,具体包括前置运算放大器U1,限流电阻R2,增益调节电阻R3和输出失调平衡电阻R4,所述限流电阻R2一端与石英挠性加速度计电路的电压输出端连接,限流电阻R2的另一端与前置运算放大器U1的反相输入端连接,所述输出失调平衡电阻R4一端与前置运算放大器U1的同相输入端连接,输出失调平衡电阻R4的另一端与接地端连接,所述增益调节电阻R3连接在前置运算放大器U1的反相输入端和输出端两管脚之间。3.根据权利要求2所述的提高石英挠性加速度计宽频动态测量能力的方法,其特征在于,步骤2中,传感器与检测电路进行匹配性设计具体包括,依据运算放大器虚短虚断原理,得到拉氏变换后方程组:(1)解上述方程组可得传递函数如下:(2)调整R2限流电阻阻值,降低时间常数,拉宽截止频率,使得加速度计信号经过检测电路后幅频曲线幅值相对误差在300Hz内不超过10%,当R2值为30kΩ~39kΩ时,满足宽频动态测量准确度要求。4.根据权利要求3所述的提高石英挠性加速度计宽频动态测量能力的方法,其特征在于,步骤3中,所述模拟低通滤波器电路包括ChebyshevⅠ型一级三阶模拟低通滤波器,模拟低通滤波器电路中,电容为偏差小于2%的一类瓷介独石电容器,所述电阻值为0.5%~1%精度的精密电阻,具体包括电阻R1.5,电阻R1.1,电阻R1.2,电容C1.3,电容C1.4,电容C1.6和运算放大器A1,所述电阻R1.5,电阻R1.1和电阻R1.2依次连接后,连接至运算放大器的同相输入端,所述电容C1.6一端接地,电容C1.6的另一端与电阻R1.5和电阻R1.1之间的节点连接,所述电容C1.3一端接地,电容C1.3的另一端与运算放大器的同相输入端连接,电容C1.4一端与R1.1和R1.2之间的节点连接,电容C1.4的另一端分别与运算放大器A1的输出端以及运算放大器的反相输入端连接;所述模拟低通滤波器的截止频率为436Hz;为了使得通带内有效信号的增益波动最小,设计参数保证了0~200Hz频带内波动小于0.002dB,200Hz~300Hz频带内波动小于0.26dB,低通滤波器截止频率设置为436Hz,其传递函数形式如下:(3)其中。5.根据权利要求4所述的提高石英挠性加速度计宽频动态测量能力的方法,其特征在于,步骤4具体包括,对模拟信号进行数字采...
【专利技术属性】
技术研发人员:李云鹏,刘欣,张也驰,赵伟,高青松,李增科,张竞,
申请(专利权)人:兰州空间技术物理研究所,
类型:发明
国别省市:甘肃;62
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