[发明专利]一种通过正弦位移控制的双轴解耦加速度动态标定台

说明书

技术领域

本发明涉及一种双轴加速度动态标定台，具体涉及一种通过正弦位移控制的双轴解耦加速度动态标定台。

背景技术

加速度传感器作为一种重要的传感与测量设备，被广泛应用于航天航空，汽车工程，地震监测等领域，其精度与可靠性直接关系到最终执行结果的准确程度，而对加速度传感器进行标定是保证结果可信度的重要手段。同时，随着科学技术的不断发展，我国研制的加速度传感器精度越来越高，有的分辨率已经可以达到1μg，因此对加速度标定台的分辨率提出了很高的要求。目前二维的加速度标定台普遍存在双轴耦合的现象，对标定过程产生影响，使得微小加速度的标定结果不够理想。柔性铰链具有体积小、无机械摩擦、无间隙、运动灵活等优点，从而可以消除传动过程中的空程和机械摩擦，获得超高的位移分辨率，而且柔性铰链的运动精度高，线性度好。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种通过输出正弦位移控制的双轴解耦加速度动态标定台，能够使作动器在控制下输出正弦位移运动从而驱动平台运动，同时由于整体结构在x方向和y方向运动独立，避免了耦合的问题；柔性铰链结构使得传动过程无空程和机械摩擦，标定台经过由控制系统得到的激励信号减小了压电迟滞效应及结构非线性带来的误差，经过功率放大器后输入给作动器使其能够良好的输出正弦位移而得到所需要的加速度；整体结构紧凑，空间利用达到最优，使用方便。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种通过正弦位移控制的双轴解耦加速度动态标定台，包括放置加速度器的标定台9，和标定台9连接的实现其沿y方向正弦位移运动的第一作动器6，在标定台9与作动面垂直的两侧即y方向连接有第一柔性铰链7和第二柔性铰链8，所述第一柔性铰链7和第二柔性铰链8在铰链处厚度薄，通过变形保持标定台9沿y方向正弦位移运动，在与y方向垂直的x方向上厚度厚，限制标定台9沿x方向的运动；所述第一柔性铰链7和第二柔性铰链8的两端固定有外框5内，在所述外框5的外部设置有固定在底座1上实现所述外框5、标定台9、第一柔性铰链7、第二柔性铰链8和第一作动器6沿x方向正弦位移运动的第二作动器2，第三柔性铰链3和第四柔性铰链4固定在底座1的x方向上，并内侧固定在外框5上，所述第三柔性铰链3和第四柔性铰链4在铰链处厚度薄，通过变形保持所述外框5、标定台9、第一柔性铰链7、第二柔性铰链8和第一作动器6沿x方向正弦位移运动，在与x方向垂直的y方向上厚度厚，限制所述外框5、标定台9、第一柔性铰链7、第二柔性铰链8和第一作动器6沿y方向运动。

所述第一作动器6固定于外框5内侧，其本身与外框5和标定台9在第二作动器2的作动下，一起沿x方向运动，同时标定台9在第一作动器6的作动下，输出y方向上的位移，并且标定台9在第一作动器6在x方向上相对静止，所以第一作动器6向标定台9输出y方向位移具备独立性，不受x方向运动的干扰，即与x方向解耦。

还包括与所述第一作动器6和第二作动器2依次连接的功率放大器10和控制系统11，所述控制系统11将经过调制后的激励信号经过功率放大器10后，输入到第一作动器6和第二作动器2，使第一作动器6和第二作动器2能够输出正弦位移，从而对标定台9起激励作用，使其能够做准确度高的正弦位移运动。

放置在标定台9上的加速度器产生加速度a和所述控制系统11输入的位移幅值A和频率为f的关系如下式：

A=a4π2f2]]>

只需要根据不同的频率选择不同的位移幅值让加速度器以x(t)＝Asin(2πft)规律运动即可达到向加速度器输入幅值为a的加速度的目的；这样将向加速度器输入加速度转换成输入位移，通过作动器完成位移输出。

所述第三柔性铰链3、第四柔性铰链4、第一柔性铰链7和第二柔性铰链8的铰链处为双菱形结构。

所述底座1、外框5和标定台9的材料为铝；所述第三柔性铰链3、第四柔性铰链4、第一柔性铰链7和第二柔性铰链8的材料为弹簧钢。

和现有技术相比，本发明具有如下优点：