用于使用具有多自由度的振动加速计检测惯性参数的系统和方法技术方案

本文描述了用于确定惯性参数的系统和方法。具体地，该系统和方法涉及实现时域感测技术的多自由度惯性传感器。在多自由度惯性传感器系统内，感测块可以响应具有多于一种固有频率模式的致动，每个固有频率模式对应于特征运动。可以使用差分感测技术在差分固有频率模式中实施惯性参数的测量，以消除共模误差。惯性参数可以是垂直维度上的加速度。惯性参数可以是水平维度上的加速度。

System and Method for Inspecting Inertial Parameters Using Vibration Accelerator with Multi-Degree of Freedom

This paper describes a system and method for determining inertial parameters. Specifically, the system and method involve a multi-degree-of-freedom inertial sensor for realizing time-domain sensing technology. In a multi-degree-of-freedom inertial sensor system, the sensing block can respond to an actuation with more than one natural frequency mode, each of which corresponds to a characteristic motion. Differential sensing technology can be used to measure inertial parameters in differential natural frequency mode to eliminate common mode errors. Inertial parameters can be acceleration in the vertical dimension. Inertial parameters can be acceleration in horizontal dimension.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使用具有多自由度的振动加速计检测惯性参数的系统和方法
本专利技术通常涉及用于检测和测量诸如加速度的惯性参数的系统和方法。具体地，该系统和方法涉及具有减少的共模误差的多自由度惯性传感器。
技术介绍
振动惯性传感器通常以已知致动频率振荡感测结构并且监视感测结构的扰动以获得惯性参数或力的测量。共模误差、源自封装变形的相干干扰的形式、温度梯度、寄生电容或其他电噪声会影响惯性传感器的灵敏度。这在具有多个感测信号的传感器中尤为显著，其中，两个信号中的共模误差被组合以产生更大误差源。
技术实现思路
因此，本文描述用于通过具有多自由度的惯性设备来确定惯性参数的系统及方法。设备包括具有第一自由度的第一块和机械地耦合到第一感测块并且具有第二自由度的第二感测块。第一时域开关可以耦合到第一感测块，以及第二时域开关可以耦合到第二感测块。驱动结构被配置成以差动频率模式振荡第一感测块和第二感测块。第一时域开关和第二时域开关每个可以响应于第一感测块和第二感测块的振荡而产生电信号。与第一时域开关和第二时域开关信号通信的处理器被配置成部分地基于由所述电信号产生的时间间隔来确定惯性参数。在一些示例中，惯性设备的第一感测块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定惯性参数的具有多自由度的惯性设备，所述惯性设备包括：第一感测块，所述第一感测块具有第一自由度；第二感测块，所述第二感测块机械地耦合到所述第一感测块并且具有第二自由度；耦合到所述第一感测块的第一时域开关以及耦合到所述第二感测块的第二时域开关；驱动结构，所述驱动结构被配置成以差动频率模式振荡所述第一感测块和所述第二感测块，其中，所述第一时域开关和所述第二时域开关每个都响应于所述第一感测块和所述第二感测块的振荡而产生电信号；以及处理器，所述处理器与所述第一时域开关和所述第二时域开关信号通信，并且被配置成部分地基于由所述电信号产生的时间间隔来确定惯性参数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.27 US 62/367,626;2016.09.15 US 15/267,0241.一种用于确定惯性参数的具有多自由度的惯性设备，所述惯性设备包括：第一感测块，所述第一感测块具有第一自由度；第二感测块，所述第二感测块机械地耦合到所述第一感测块并且具有第二自由度；耦合到所述第一感测块的第一时域开关以及耦合到所述第二感测块的第二时域开关；驱动结构，所述驱动结构被配置成以差动频率模式振荡所述第一感测块和所述第二感测块，其中，所述第一时域开关和所述第二时域开关每个都响应于所述第一感测块和所述第二感测块的振荡而产生电信号；以及处理器，所述处理器与所述第一时域开关和所述第二时域开关信号通信，并且被配置成部分地基于由所述电信号产生的时间间隔来确定惯性参数。2.如权利要求1所述的惯性设备，其中，当所述第一感测块和所述第二感测块以所述差动频率模式振荡时，所述第一时域开关和所述第二时域开关产生差动信号。3.如权利要求1所述的惯性设备，所述惯性设备进一步包括：耦合弹簧，所述耦合弹簧机械地耦合到所述第一感测块和所述第二感测块；锚定弹簧，所述锚定弹簧独立地机械耦合到所述第一感测块和所述第二感测块中的每一个并且耦合到中心锚定结构，以及其中，所述中心锚定结构刚性地耦合到支撑结构。4.如权利要求3所述的惯性设备，其中，所述惯性参数是使用相应的锚定弹簧的弹簧常数和所述耦合弹簧的弹簧常数来确定的以降低所述差动频率模式的频率。5.如权利要求2至4中的任一项所述的惯性设备，其中，由所述第一时域开关和所述第二时域开关所产生的所述电信号的共模频率分量基本上从所述差动信号消除。6.如前述权利要求中的任一项所述的惯性设备，其中，所述第一自由度和所述第二自由度是在垂直维度上，并且所述惯性参数是所述垂直维度上的加速度。7.如权利要求6所述的惯性设备，其中，所述第一时域开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄小浚，厄赞·阿纳克，穆罕默德·阿克居尔，
申请(专利权)人：卢米达因科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US