超高灵敏度加速度计温度模型测试方案与实验
2021-10-17张梦琪刘金全刘丹丹刘骅锋涂良成
中国惯性技术学报 2021年3期
关键词:模型
张梦琪,刘金全,刘丹丹,王 秋,刘骅锋,涂良成
(华中科技大学物理学院引力中心,重力导航教育部重点实验室,武汉 430074)
作为惯性测量系统核心元器件之一的加速度计,当其分辨率达到ng (1 ng=10-9g,g 为当地重力加速度)量级时,可应用于微震和重力场的测量,涉及资源勘探、重力辅助导航和空间探索等需要高精度加速度传感器的领域[1-5]。此类加速度计分辨率比较高,在使用环境的温度产生变化时,由于组成材料或信号提取电路的性能会随之产生变化,输出对于环境温度比较敏感,一定程度上制约了其测量精度的提升,限制了使用场合[6,7]。
对加速度计温度特性进行表征的方式通常是建立加速度计的温度模型,主要表现在零偏的温度灵敏度和标度因数的温度灵敏度两方面[8,9],可以先测试得到两个系数然后通过补偿的方法对其进行校正,以降低加速度计的温度灵敏度[10-13]。这就需要对加速度计本身的温度特性进行充分、准确的测试。通用的温度特性测试方法是把加速度计安装在温控箱内,对加速度计进行升降温试验[14-16],结合重力场分度装置[17,18]或者精密离心机测试[19]不同温度点下加速度计的输出,然后关于温度做最小二乘拟合,从而得到加速度计温度模型中的各项系数。然而对于ng 级加速度计,因为加速度计分辨率高,远小于1″的姿态改变即可能影响到加速度计的输出,温度变化时夹具等产生的微小热形变即可能干扰温度灵敏度的测量,为温度特性的检测带来难度。……
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