[发明专利]硅微陀螺仪振动状态角位移误差测试方法

说明书

本发明公开一种硅微陀螺仪振动状态角位移误差测试方法，测量精度高。本发明方法包括如下步骤：(10)共轴放置：将角振动台固定在转台轴心处，将硅微陀螺仪固定安装在角振动台机内；(20)实验前零漂信号测量：连续采集在实验前零漂状态下硅微陀螺仪的零漂输出信号；(30)旋转状态信号测量：采集不同转速下硅微陀螺仪的旋转状态输出信号；(40)实验后零漂信号测量：连续采集在实验后零漂状态下硅微陀螺仪的零漂输出信号；(50)标度因数获取：计算得到标度因数；(60)振动状态信号测量：采集不同频率、不同振幅下硅微陀螺仪的振动状态输出信号；(70)角位移误差计算：根据振动状态输出信号和标度因数，计算得到角位移误差。

技术领域

本发明属于陀螺仪标校技术领域，特别是一种测量精度高的硅微陀螺仪振动状态角位移误差测试方法。

背景技术

硅微陀螺仪是通过驱动检测质量作高频振动产生动量矩，以此带动基座旋转时所产生的Coriolis效应来敏感基座角运动，从而输出角速率，是当前主流的测量装置。并且由于其高集成、高可靠和低功耗性，其在航空、航天、军事制导具有广泛的应用。随着现代战争的需要，对MEMS陀螺仪提出了精度提出了新的要求，在基于复杂环境下高动态飞行中的噪声、振动、过载、温度等交叉影响中，陀螺仪必须具备较好的长期稳定性和较高的性能。在研究过程中发现，在振动、剧烈抖动状态下，外部作用力会叠加到陀螺仪上，表现在输出角速率测量漂移上，造成陀螺仪的测量精度误差，该误差严重制约了陀螺仪测量的精度和准确性，影响其在高旋、高动态、高过载等运动条件下的应用。

传统的测量方法是在已知陀螺仪各项性能参数情况下，直接测量振动状态下陀螺仪角速率测量的漂移情况。

但是在实际的实验环境中，陀螺仪性能参数会发生比较明显的变化，并不能真实的反应测量误差。

总之，现有技术存在的问题是：对振动状态下硅微陀螺仪角位移偏移的测量精度不够高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅微陀螺仪振动状态角位移误差测试方法，测量精度高。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种硅微陀螺仪振动状态角位移误差测试方法，包括如下步骤：

(10)共轴放置：将角振动台固定在转台轴心处，将硅微陀螺仪固定安装在角振动台机内，使陀螺仪的敏感轴、角振动台的振动轴与转台共轴；

(20)实验前零漂信号测量：转台静止状态下，给硅微陀螺仪、转台上电，预热陀螺仪至零偏稳定，连续采集在实验前零漂状态下硅微陀螺仪的零漂输出信号；

(30)旋转状态信号测量：转台以不同转速旋转，采集不同转速下硅微陀螺仪的旋转状态输出信号；

(40)实验后零漂信号测量：转台重归静止状态，连续采集在实验后零漂状态下硅微陀螺仪的零漂输出信号；

(50)标度因数获取：根据实验前后零漂信号和旋转状态信号，计算得到陀螺仪输出信号与输入角速率的线性斜率，即标度因数；

(60)振动状态信号测量：转台静止状态下，角振动台以不同频率、不同振幅振动，采集不同频率、不同振幅下硅微陀螺仪的振动状态输出信号；

(70)角位移误差计算：根据振动状态输出信号和标度因数，计算得到振动状态下陀螺仪在振动过程中随时间积累的角位移误差。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

1、位移精度高：本发明采用压电陶瓷机构，实现预先确定的微扫描位移驱动，采用直圆型柔性铰链，直圆型柔性铰链具有体积小，无机械摩擦，无间隙和高灵敏度的特点，能够获得超高的位移分辨率。

2、结构简单：本发明不但能实现水平、垂直位移，还可实现一定的角度偏转，且结构简单、加工方便，不但降低了成本，也减少了维护的工作量。