基于高冲击激励的加速度计参数辨识的研究*

2012-10-21胡红波

传感技术学报 2012年4期

胡红波，于梅

(中国计量科学研究院，北京 100013)

压电加速度计是一种使用非常广泛的微机电装置，在科学研究与工业生产中有着大量的应用。目前，相关的标准都规定了很成熟的确定压电加速度计输入与输出关系的方法［1－2］，但上述加速度计的校准方式都属于基于试验的传递函数估计(即ETFE)，不能用来对激励传感器的非稳态信号进行预测与估计，于是计量领域国际上近几年提出了所谓的动态计量的概念［3－5］，即对测量装置的动态特性进行校准。

通俗地说，所谓动态计量是确定测量系统的频率响应函数，给出测量系统完整的幅度与相位响应，不再是在时域确定测量系统的误差，仪器仪表等学科领域对于这些内容已经做了较为深入的研究。国内这方面突出的贡献者是北京航空航天大学黄均钦教授，其专著《测试系统动力学》［6］标志这一崭新学科的建立；合肥工业大学徐科军教授撰写的《传感器动态特性的实用研究方法》［7］同样对传感器动态特性研究给出了详尽的指导，参考文献［8－13］是各种方法的典型应用。本文参考本领域国内外最新的动态校准方法［14－16］，根据压电加速度计的结构建立了其状态空间模型，利用最优的随机滤波技术Kalman滤波形式，采用基于Hopkinson杆激光绝对法高冲击校准的数据对模型的参数进行了辨识，通过对模型的验证以及在不同的冲击激励峰值下试验的比较，验证了该方法的有效性。