加速度计标度因数的连续温度校正方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种加速度计标度因数的连续温度校正方法及系统，涉及加速度计技术领域，包括：当加速度计安装于温箱转台且上电工作后，按照预设采集频率，连续采集在第一状态下的加速度计的多个第一输出电压数据，连续采集在第二状态下的多个第二输出电压数据，连续采集在第三状态下的多个温度数据，根据多个第一输出电压数据和多个第二输出电压数据获取各个温度数据对应的标度因数数据，对各个温度数据及对应的多个标度因数数据进行拟合，建立标度因数对温度的数学模型，并以此校正加速度计的标度因数；通过连续采集温度变化时的标度因数数据，可校正连续温度点下的加速度计标度因数，提高加速度计标度因数在任意温度下的精确度。

Continuous temperature correction method and system for scale factor of accelerometer

【技术实现步骤摘要】
加速度计标度因数的连续温度校正方法及系统
本专利技术涉及加速度计
，特别是涉及一种加速度计标度因数的连续温度校正方法及系统。
技术介绍
微机械加速度计是基于MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微机械系统)加工技术制作而成，又称为MEMS加速度计，其可用来测量运动载体的加速度信息，已在军事、工业、惯性导航、仪器检测、医学和消费电子等领域得到了广泛的应用。由于加速度计敏感结构的加工误差和材料结构的特殊性，当工作环境改变时，加速度计的零偏和标度因数会发生漂移，进而影响系统(如惯性导航系统)的精度，其中尤以环境温度对MEMS加速度计的影响显著，从而制约了其应用领域。为了抑制温度对MEMS加速度计标度因数的影响，专利技术人发现传统技术中至少存在如下问题：传统校正方法在间隔温度点离散测得加速度计的标度因数，而进行拟合校正的；因为标度因数受温度影响的机制较为复杂，导致有些温度点的标度因数远离拟合曲线，从而使得标度因数对温度的数学模型不够准确，补偿效率显著下降，严重降低了MEMS加速度计标度因数的补偿精度。
技术实现思路
基于此，有必要针对拟合曲线不准确、补偿效率降低和精度低的问题，本专利技术提供了一种加速度计标度因数的连续温度校正方法及系统。本专利技术实施例中提供了一种加速度计标度因数的连续温度校正方法，包括以下步骤：当加速度计安装于温箱转台且上电工作后，按照预设采集频率，连续采集在第一状态下的所述加速度计的多个第一输出电压数据；其中，所述第一状态为所述加速度计的输入加速度为第一加速度，且所述加速度计所处温箱的温度按照预设温度曲线变化；按照所述预设采集频率，连续采集在第二状态下的所述加速度计的多个第二输出电压数据；其中，所述第二状态为所述加速度计的输入加速度为第二加速度，且所述温箱的温度按照所述预设温度曲线变化；按照所述预设采集频率，连续采集在第三状态下的所述加速度计的多个温度数据；其中，所述第三状态为所述温箱的温度按照所述预设温度曲线变化；根据多个所述第一输出电压数据和多个所述第二输出电压数据获取各个所述温度数据对应的标度因数数据；对各个所述温度数据及对应的多个所述标度因数数据进行拟合，建立标度因数对温度的数学模型；基于标准标度因数值，根据所述数学模型对所述加速度计的标度因数进行校正。相应地，本专利技术实施例中提供了一种加速度计标度因数的连续温度校正装置，包括：第一输出电压数据采集模块：用于当加速度计安装于温箱转台且上电工作后，按照预设采集频率，连续采集在第一状态下的所述加速度计的多个第一输出电压数据；其中，所述第一状态为所述加速度计的输入加速度为第一加速度，且所述加速度计所处温箱的温度按照预设温度曲线变化；第二输出电压数据采集模块，用于按照所述预设采集频率，连续采集在第二状态下的所述加速度计的多个第二输出电压数据；其中，所述第二状态为所述加速度计的输入加速度为第二加速度，且所述温箱的温度按照所述预设温度曲线变化；温度数据采集模块，用于按照所述预设采集频率，连续采集在第三状态下的多个所述加速度计的温度数据；其中，所述第三状态为所述温箱的温度按照所述预设温度曲线变化；标度因数数据获取模块，用于根据多个所述第一输出电压数据和多个所述第二输出电压数据获取各个所述温度数据对应的标度因数数据；数学模型建立模块，用于对所述温度数据及对应的所述标度因数数据进行拟合，建立标度因数对温度的数学模型；标度因数连续温度校正模块，用于基于标准标度因数值，根据所述数学模型对所述加速度计的标度因数进行校正。相应地，本专利技术实施例中提供了一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行如上任意一项所述方法的步骤。相应地，本专利技术实施例中提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上任意一项所述方法的步骤。相应地，本专利技术实施例中提供了一种加速度计标度因数的连续温度校正系统，包括加速度计、温箱转台、温箱和控制设备，所述温箱转台用于固定所述加速度计以使输入加速度不变；所述温箱用于使所述加速度计的温度随着预设温度曲线变化；所述控制设备用于如上任意一项所述方法的步骤。上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：本专利技术加速度计标度因数的连续温度校正方法及系统，通过连续采集多个第一输出电压数据、多个第二输出电压数据和多个温度数据，并通过第一输出电压数据和第二输出电压数据获取各个温度数据对应的标度因数数据，对各个温度数据及对应的多个标度因数数据进行拟合，建立标度因数对温度的数学模型，根据数学模型对加速度计的标度因数进行校正；通过采集连续温度点下标度因数数据，即连续温度点下标度因数和温度的关系，可以校正连续温度点的加速度计标度因数，提高加速度计标度因数在任意温度下的精确度；此外，通过第一输出电压数据和第二输出电压数据获取各个温度数据对应的标度因数数据，无需进行标度因数测试，同时可以不需要分度头装置即可实现加速度计标度因数的温度校正，从而减少了人工操作，提高了测试效率。附图说明图1为本专利技术实施例中加速度计标度因数的连续温度校正方法第一流程图；图2为本专利技术实施例中温箱的预设温度曲线示意图；图3为本专利技术实施例中加速度计标度因数的连续温度校正方法第二流程图；图4为本专利技术实施例中加速度计标度因数的连续温度校正方法第三流程图；图5为本专利技术实施例中加速度计标度因数的测评装置结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本专利技术的加速度计标度因数的连续温度校正方法及系统进一步详细说明。应当理解，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，并不是旨在限制本专利技术。本专利技术加速度计标度因数的连续温度校正方法及系统各实施例，可基于MEMS加速度计研究其标度因数随温度变化的校正方法，涉及MEMS加速度计标度因数随温度变化的机理及数学模型，以下对MEMS加速度计数学模型来源做详细说明。在本专利技术各实施例中，加速度计的静态模型可以表示为：U＝K0+K1·a(1)其中，公式(1)中U为加速度计的输出电压；K0为加速度计的零偏，即加速度计输入加速度为零时加速度计的输出电压；K1为加速度计的标度因数，即加速度计的输出电压与输入加速度的比值；a为加速度计的输入加速度。其中，加速度计的零偏K0和标度因数K1是加速度计最重要的两个性能参数，其精度决定了加速度计的性能。在本专利技术各实施例中，由于加速度计敏感结构的加工误差和材料结构的特殊性，当环境温度改变时，加速度计的零偏和标度因数会发生漂移，即温度对加速度计的零偏和标度因数的影响，其静态模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加速度计标度因数的连续温度校正方法，其特征在于，包括以下步骤：/n当加速度计安装于温箱转台且上电工作后，按照预设采集频率，连续采集在第一状态下的所述加速度计的多个第一输出电压数据；其中，所述第一状态为所述加速度计的输入加速度为第一加速度，且所述加速度计所处温箱的温度按照预设温度曲线变化；/n按照所述预设采集频率，连续采集在第二状态下的所述加速度计的多个第二输出电压数据；其中，所述第二状态为所述加速度计的输入加速度为第二加速度，且所述温箱的温度按照所述预设温度曲线变化；/n按照所述预设采集频率，连续采集在第三状态下的所述加速度计的多个温度数据；其中，所述第三状态为所述温箱的温度按照所述预设温度曲线变化；/n获取各个所述温度数据对应的多个所述第一输出电压数据和多个所述第二输出电压数据的差值，所述差值作为各个所述温度数据对应的标度因数数据；/n对各个所述温度数据及对应的多个所述标度因数数据进行拟合，建立标度因数对温度的数学模型；/n基于标准标度因数值，根据所述数学模型对所述加速度计的标度因数进行连续温度校正。/n

【技术特征摘要】
1.一种加速度计标度因数的连续温度校正方法，其特征在于，包括以下步骤：
当加速度计安装于温箱转台且上电工作后，按照预设采集频率，连续采集在第一状态下的所述加速度计的多个第一输出电压数据；其中，所述第一状态为所述加速度计的输入加速度为第一加速度，且所述加速度计所处温箱的温度按照预设温度曲线变化；
按照所述预设采集频率，连续采集在第二状态下的所述加速度计的多个第二输出电压数据；其中，所述第二状态为所述加速度计的输入加速度为第二加速度，且所述温箱的温度按照所述预设温度曲线变化；
按照所述预设采集频率，连续采集在第三状态下的所述加速度计的多个温度数据；其中，所述第三状态为所述温箱的温度按照所述预设温度曲线变化；
获取各个所述温度数据对应的多个所述第一输出电压数据和多个所述第二输出电压数据的差值，所述差值作为各个所述温度数据对应的标度因数数据；
对各个所述温度数据及对应的多个所述标度因数数据进行拟合，建立标度因数对温度的数学模型；
基于标准标度因数值，根据所述数学模型对所述加速度计的标度因数进行连续温度校正。


2.根据权利要求1所述的加速度计标度因数的连续温度校正方法，其特征在于，
当所述加速度计安装于所述温箱转台且上电工作后，按照所述预设采集频率，同步采集在所述第一状态下的多个所述第一输出电压数据及在所述第三状态下对应的多个所述温度数据；
或者
按照所述预设采集频率，同步采集在所述第二状态下的多个所述第二输出电压数据及在所述第三状态下对应的多个所述温度数据。


3.根据权利要求1所述的加速度计标度因数的连续温度校正方法，其特征在于，
当加速度计安装于所述温箱转台且上电工作后，按照所述预设采集频率，在第一时段内同步采集在第一状态下的多个所述第一输出电压数据及在所述第三状态下对应的多个所述温度数据；
按照所述预设采集频率，在第二时段内同步采集在所述第二状态下的多个所述第二输出电压数据及在所述第三状态下对应的多个所述温度数据。


4.根据权利要求1-3任一所述的加速度计标度因数的连续温度校正方法，其特征在于，根据多个所述第一输出电压数据和多个所述第二输出电压数据获取各个所述温度数据对应的标度因数数据的步骤包括：
对齐处理在不同时段下所采集的所述温度数据及对应的所述第一输出电压数据和所述第二输出电压数据；
获取各个所述温度数据对应的多个所述第一输出电压数据和多个所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：董显山，黄钦文，杨少华，恩云飞，
申请(专利权)人：中国电子产品可靠性与环境试验研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44