摘要：石英挠性加速度计的输出I/F变换电路存在分辨率与线性度互为矛盾的现象,也是目前困扰国内惯导产品精度提升的普遍问题。文中通过对现有I/F变换电路的电路原理、影响输出分辨率和线性度的主要原因、电路中元器件的参数特性等进行了详细分析,提出了一种全新的数字补偿算法,可以在不改变现有硬件的基础上,用软件实现线性度的算法补偿,并给出了完整的数字补偿计算公式和各参数的获取方法。经过惯导产品的试验验证,该算法可以使I/F变换电路的线性度提高一个数量级。I/F变换电路数字补偿算法不仅有效解决了电路分辨率与线性度互为矛盾的问题,且易于实现,同时还可以大大简化生产中繁琐的硬件调试过程,具有较高的工程应用价值。

摘要：针对石英挠性加速度计自身的机械噪声和电路噪声以及环境噪声对有效信号影响的问题,提出了一种基于广义形态开闭和形态闭开组合的滤波器进行降噪、采用功率谱密度进行加速度计数据分析的方法。设计了加速度计数据采集方案,利用数据采集系统获取了加速度计测试数据,采用广义形态开闭滤波器和闭开滤波器的组合进行加速度计数据的降噪,采用Welch方法进行了数据的功率谱密度计算,计算结果表明降噪后数据的功率谱密度峰值在50 Hz及其奇倍频处明显,功率谱密度的总均方根值表明降噪前后相差3 dB,证明了降噪方法的有效性。

摘要：针对石英挠性加速度计因外界温度变化导致输出发生复杂漂移,而传统温度建模由于分别对零偏与标度因数建模补偿而造成重复误差的情况,提出了一种新的基于减法聚类(SCM)与自适应神经模糊推理系统(ANFIS)的温度建模与补偿方法。首先,分析了石英挠性加速度计温度漂移机理,设计了多位置全温域实验,建立了一个整体温度补偿模型;其次,将多位置全温域实验数据作为训练数据,建立了基于改进SCM与ANFIS的组合温度漂移模型;最后利用实验数据进行模型适用性验证与加速度计温度漂移补偿。结果表明:该方法建模相比于单一方法建模准确度高,精度能提高1到2个数量级;经过该模型补偿后,加速度计温度漂移在全温域范围内能够保持在1μg n量级。

摘要：加速度测量设备是现代水下航行器操纵控制系统中不可缺少的关键器件之一,其性能的好坏在整个系统中起着关键性的作用。本文首先介绍了石英挠性加速度测量装置的工作原理,然后针对磁场和温度变化影响石英挠性加速度计标度因数和零偏的稳定性问题,提出屏蔽结构设计和温度控制结构设计优化方案,并对优化效果进行预估计算。结果表明,经结构优化后加速度测量装置的测量精度明显提升。

摘要：通过对光纤陀螺仪、石英挠性加速度计、姿态测量短节、供电短节、泥浆脉冲发生器、地面仪器等关键设备的设计与研制,开发出了一套适合海上作业特点和需求的随钻陀螺测斜系统。室内及现场试验结果表明,自行设计的随钻陀螺测斜系统在大排量钻井环境下能够正常完成井下仪器测斜功能,实时连续提供井筒轨迹数据,测量精度满足异常磁环境下井筒防碰绕障作业要求,地面系统能够完成正常解码,井下仪器结构抗振、耐高温,对钻井环境的适应性强。

摘要：加速度计是惯性导航系统的核心部件,通常加速度计输出为模拟电流信号,为便于导航计算机的数字处理,需经过A/D、I/F或V/F转换。针对应用背景实时、高精度、宽动态范围的要求,本文采用高分辨率模数转换器和嵌入式现场可编程门阵列组成石英挠性加速度计串行数据读出系统,设计了系统的硬件和软件,测试结果表明,读出系统达到了量程±20g,测量精度万分之一,每秒输出40000个数据的目标。

摘要：针对国内对于高精度海空重力仪的迫切需求,自主研制了GIPS-1AM高精度惯性稳定平台式海空重力仪样机。突破了高精度重力敏感器设计、高精密温度控制、总体设计和自标定等关键技术问题,完成了样机的设计、调试和试验测试。试验测试结果表明,样机温控精度优于0.01℃,静态长时间工作稳定性、不同楼层重力测试精度均优于1mGal(1σ)。可满足大地测量学、地球物理学、地球动力学、海洋科学、资源勘探、空间科学以及现代军事等基础前沿领域的重力测量需求。

摘要：介绍了一种基于MEMS陀螺和石英挠性加速度计的低成本捷联惯性导航系统的设计与实现方法。给出了惯性测量单元(IMU)的模型方程,并在全温下对IMU的输出进行补偿;采用"四元数"法进行姿态计算,通过坐标变换、积分运算确定载体的速度、位置;对惯测样机进行了60 s的静态测试,结果表明该系统短期准确度满足SINS/GPS组合导航系统需求。

摘要：为了提高石英挠性加速度计的零偏稳定性指标,确保惯性导航系统定位定向精度,需要石英挠性加速度计长期工作在稳定的环境温度范围内,相应的温度控制系统设计技术尤为关键;针对某高精度惯性导航系统对温度控制精度指标的实际需求,首先设计了以DSP为核心控制器的温度控制硬件电路;同时以加速度计组件为控制对象,建立温控模型,采用PWM波控制策略及增量式PID控制算法,利用MATLAB仿真工具获得较优的控制参数;在DSP中开发了温度控制程序,并进行参数整定、指标测试,最终使加速度计工作环境温度稳定在55±0.2℃范围内;通过实际应用验证表明,该方法针对石英挠性加速度计工程应用特点,实现的温度控制精度高,稳定性好,能够为惯性导航系统的高精度使用奠定基础。

摘要：为实现倾斜仪探头高线性度、高分辨率和高稳定度的角度测量要求,以石英挠性加速度计作为传感器,设计了一种以STM32为主控制器的倾斜仪探头信号采集处理电路,详细阐述了硬件设计和软件设计。加速度计感应到的重力加速度信号完成信号调理和A/D转换,对转换得到的数字信号进行倾斜角度解算、数字滤波和温度补偿后,通过D/A转换得到倾斜角度值(模拟电压信号)。经试验验证,该倾斜仪探头测量角度值的非线性偏差小于0.001°,分辨率达0.000 3°,最大温度漂移为0.010 9°。