一种加速度计标定方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种加速度计标定方法，获取加速度计在三轴旋转台上的静态数学模型，并将加速度计被测轴上的重力加速度分量作为参数的输入；利用在静态数学模型位于三轴旋转台不同垂直平面的位置时加速度计被测轴的参数输出结果，由谐波系数法解算出静态数学模型的模型参数，获得标定的静态数学模型，解决加速度计在没有测量加速度计与转台安装偏差的光学器件以及没有北向测量的条件下加速度计标定问题，无需测量加速度计与转台的安装偏差，无需测量指北方向，使得加速度计标定模型的获取更加简单快捷。

A calibration method of accelerometer

【技术实现步骤摘要】
一种加速度计标定方法
本专利技术实施例涉及加速度计标定
，具体涉及一种加速度计标定方法。
技术介绍
所谓传感器的标定，是指通过试验监理传感器输出与输入之间的关系并确定不同使用条件下的误差的过程，一般来说，对传感器进行标定时，必须以国家和地方计量部分的有关检定规程为依据，选择正确的标定条件和适当的仪器设备，按照一定的程序进行。传感器标定的基本方法是将已知的被测量作为待标定传感器的输入，同时用输出量测量环节将待标定传感器的输出信号测量并显示出来，对所获得的传感器输入量和输出量进行处理和比较，从而获得一系列表征两者对应关系的标定曲线，进而获得传感器性能指标的实测结果。而通常在实验中，没有测量加速度计与转台安装偏差的光学器件以及没有北向测量条件下的条件下，则无法对加速度计进行标定。
技术实现思路
为此，本专利技术实施例提供一种加速度计标定方法，解决在没有测量加速度计与转台安装偏差的光学器件以及没有北向测量条件下的加速度计标定的问题。为了实现上述目的，本专利技术的实施方式提供如下技术方案：一种加速度计标定方法，包括如下步骤：S100、获取加速度计在三轴旋转台上的静态数学模型，并将加速度计被测轴上的重力加速度分量作为参数的输入；S200、利用在静态数学模型位于三轴旋转台不同垂直平面的位置时加速度计被测轴的参数输出结果，由谐波系数法解算出静态数学模型的模型参数，获得标定的静态数学模型。作为本专利技术的一种优选方案，所述的加速度计被测轴具体包括X、Y和Z轴，并分别计算X、Y和Z轴分别位于垂直于三轴旋转平台的垂直面内的模型参数。作为本专利技术的一种优选方案，所述X、Y和Z轴分别位于垂直于三轴旋转平台的垂直面的具体摆放情况有六种：X轴位于垂直面内：X、Y轴位于垂直面内和X、Z轴位于垂直面内；Y轴位于垂直面内：Y、X轴位于垂直面内和Y、Z轴位于垂直面内；Z轴位于垂直面内：Z、X轴位于垂直面内和Z、Y位于垂直面内。作为本专利技术的一种优选方案，以X轴为例：式中：Ax为实际输出的加速度值；ax、ay和az分别为X、Y和Z轴方向的加速度值分量；K0x为零偏；K1x为标度因数；K2x为二次非线性系数；K3x为三次的非线性系数；Kxy、Kxz分别为x轴与y轴和x轴与z轴间的交叉耦合系数；Ky、Kz分别为x轴相对x轴绕y轴和z轴的失准角；当X、Y轴位于平面内，并加入加速度计在三轴平台上的安装误差角，加速度计被测轴上的重力加速度分量作为参数的输入的加速度为：式中：θ为输入轴与水平面的夹角；θ0为初始安装误差角；则Ax为：作为本专利技术的一种优选方案，利用谐波系数法计算谐波系数与静态数学模型的方程系数之间的关系：在忽略Ky项下，由计算出所有的参数。作为本专利技术的一种优选方案，在计算X、Y和Z轴分别位于垂直于三轴旋转平台的垂直面内的模型参数，垂直面的圆周上均匀分布至少8个测试点，并通过转动至少3圈获取24个位置的加速度计被测轴的参数输出结果。作为本专利技术的一种优选方案，在垂直面的圆周上均匀分布的测试点与三轴平台的水平轴的夹角为：并同时提取加速度计被测轴在两个旋转的垂直平面上的平均值，记录对应角度。作为本专利技术的一种优选方案，在获得静态数学模型位于三轴旋转台不同垂直平面的位置时加速度计被测轴的参数输出结果后，利用最小二乘法对输出结果数据进行处理。作为本专利技术的一种优选方案，在以X轴为例的计算过程中，由于z轴朝上，所以在输出数据中应该减去z轴上重力加速度的输出，并将采集的数据中除x，y，z轴的输出以外的量除去。作为本专利技术的一种优选方案，将加速度计安装在三轴转台上，并使得加速度计各个被测轴与三轴转台的坐标轴平行，并采集至少2分钟的垂直面的圆周上均匀分布的测试点的位置数据。本专利技术的实施方式具有如下优点：本专利技术由谐波系数法解算出静态数学模型的模型参数，获得标定的静态数学模型，解决加速度计在没有测量加速度计与转台安装偏差的光学器件以及没有北向测量的条件下加速度计标定问题，无需测量加速度计与转台的安装偏差，无需测量指北方向，使得加速度计标定模型的获取更加简单快捷。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。图1为本专利技术实施方式中一种加速度计标定方法流程图；图2为本专利技术实施方式中x，y轴位于垂直平面时的加速度输入示意图；图3为本专利技术实施方式中加速度计X、Y和Z轴分别位于垂直于三轴旋转平台的垂直面的具体摆放情况六种位置示意图。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术提供了一种加速度计标定方法，包括加速度计建模与标定，具体包括S100、获取加速度计在三轴旋转台上的静态数学模型，并将加速度计被测轴上的重力加速度分量作为参数的输入；S200、利用在静态数学模型位于三轴旋转台不同垂直平面的位置时加速度计被测轴的参数输出结果，由谐波系数法解算出静态数学模型的模型参数，获得标定的静态数学模型。实验设备为三轴速率转台，没有测量加速度计与转台安装偏差的光学器件；没有北向，所以无法计算出地球自转对速率实验的影响。于是，根据GJB719-89《单轴摆式伺服线加速度计通用规范》的加速度计测量模型，结合现有实验条件，忽略不可测因素以及该型号不需考虑的因素。进一步由GJB719-89《单轴摆式伺服线加速度计通用规范》获取加速度计的静态数学模型。以X轴为例：式中：Ax为实际输出的加速度值；ax、ay和az分别为X、Y和Z轴方向的加速度值分量；K0x为零偏；K1x为标度因数；K2x为二次非线性系数；K3x为三次的非线性系数；Kxy、Kxz分别为x轴与y轴和x轴与z轴间的交叉耦合系数；Ky、Kz分别为x轴相对x轴绕y轴和z轴的失准角；为了标定上述模型系数，垂直平面内不同位置时，重力加速度在被测轴上的加速度分量作为参考的输入，采用多位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加速度计标定方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS100、获取加速度计在三轴旋转台上的静态数学模型，并将加速度计被测轴上的重力加速度分量作为参数的输入；/nS200、利用在静态数学模型位于三轴旋转台不同垂直平面的位置时加速度计被测轴的参数输出结果，由谐波系数法解算出静态数学模型的模型参数，获得标定的静态数学模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种加速度计标定方法，其特征在于，包括如下步骤：
S100、获取加速度计在三轴旋转台上的静态数学模型，并将加速度计被测轴上的重力加速度分量作为参数的输入；
S200、利用在静态数学模型位于三轴旋转台不同垂直平面的位置时加速度计被测轴的参数输出结果，由谐波系数法解算出静态数学模型的模型参数，获得标定的静态数学模型。


2.根据权利要求1所述的一种加速度计标定方法，其特征在于，所述的加速度计被测轴具体包括X、Y和Z轴，并分别计算X、Y和Z轴分别位于垂直于三轴旋转平台的垂直面内的模型参数。


3.根据权利要求2所述的一种加速度计标定方法，其特征在于，所述X、Y和Z轴分别位于垂直于三轴旋转平台的垂直面的具体摆放情况有六种：
X轴位于垂直面内：
X、Y轴位于垂直面内和X、Z轴位于垂直面内；
Y轴位于垂直面内：
Y、X轴位于垂直面内和Y、Z轴位于垂直面内；
Z轴位于垂直面内：
Z、X轴位于垂直面内和Z、Y位于垂直面内。


4.根据权利要求3所述的一种加速度计标定方法，其特征在于，



式中：Ax为实际输出的加速度值；ax、ay和az分别为X、Y和Z轴方向的加速度值分量；K0x为零偏；K1x为标度因数；K2x为二次非线性系数；K3x为三次的非线性系数；Kxy、Kxz分别为x轴与y轴和x轴与z轴间的交叉耦合系数；Ky、Kz分别为x轴相对x轴绕y轴和z轴的失准角；
当X、Y轴位于平面内，并加入加速度计在三轴平台上的安装误差角，加速度计被测轴上的重力加速度分量作为参数的输入的加速度为：


<...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴勋，夏云峰，郑风雷，涂智豪，尹创荣，张军香，陈冠豪，刘贯科，王传旭，叶钜芬，叶容慧，梁万龙，张忠豪，王锦堂，王文汉，宋华，武璐，陈文治，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司东莞供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44