CN102305879A - 一种加速度计加温方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种加速度计加温方法。加速度计的精度除受到制造工艺、内部结构等自身的性能影响外，还与所处的环境条件有关。本方法采用两种温控方式相结合的方式，使加速度计快速加温到指定温度，并使其工作在一个相对恒定的温度环境中，以抵抗外界温度变化带来的影响。本方法考虑加热片的加温功率和加速度计所在载体的热容比，在不同的时间切换加热模块，使加热时间最短。该方法能有效的控制加速度计加温慢或过加温的现象，达到很好的效果。

Description

一种加速度计加温方法
技术领域
本发明涉及一种加温方法，特别是一种加速度计加温方法。
背景技术
加速度计是构成捷联式惯性导航系统的核心敏感元件之一，其精度直接影响到导航系统的姿态、速度和定位精度。加速度计的精度除受到制造工艺、内部结构等自身的性能影响外，还与所处的环境条件有关。其中环境温度的影响尤为突出，当环境温度在-40℃～+60℃变化时其漂移误差将达到2×10g-4甚至更大。一种常用的解决方案是给加速度计增加温度控制系统，使其工作在一个相对恒定的温度环境中，以抵抗外界温度变化带来的影响。
加速度计加温过程中通常会遇到加温慢或过加温的现象。
发明内容
本发明目的在于提供一种加速度计加温方法，解决由于加速度计的温度不能准确控制的问题。
一种加速度计加温方法的具体步骤为：
第一步  搭建加速度计加温系统
加速度计加温系统，包括：温度传感器、A/D采集芯片、微控制器、积分电路、晶体管、继电器、加热片、加温模块A、加温模块B；温度传感器输出端与A/D采集芯片模拟信号输入端导线连接，A/D采集芯片数字信号输出端与微控制器的数据接口导线连接，微控制器的控制端与继电器的控制端导线连接，继电器输出端与晶体管基极导线连接，晶体管的输出端与加热片的电压端导线连接，加热片与微控制器的另一个控制端导线连接；
加温模块A的功能为：通过控制继电器的通断来控制加热片的加热；
加温模块B的功能为：通过控制PWM的波形来实现加热片加热；
第二步  确定加速度计加温参数
根据加热片的加温功率、加速度计的散热速度、加速度计所在载体的热容比及加速度计加温过程中所要求的超调量，确定加速计加温参数；在满足加温过程中所要求的超调量的基础上，考虑加热片的加温功率和加速度计所在载体的热容比，在不同的时间切换加热模块，使加热时间最短；加温参数包括加速度计加温前温度T1，加速度计加温预定温度T2，加速度计加温目标温度T3，加速度计保精度温控最低温度T4，加速度计保精度温控最高温度T5；
第三步  微控制器加电控制加温模块A
微控制器给加温模块A加电后，通过微控制器控制PWM1接口的输出信号，通过PWM1高低电平的切换控制加温模块A中继电器的通断时间，控制加热片加热的时间，达到温度控制的目的。
第四步  微控制器切换加温模块
当微控制器通过温度传感器和A/D采集芯片采集到加速度计温度已经达到T2时，微控制器切断加温模块A。采用加温模块B给加速度计加热片加电。
第五步  微控制器加电控制加温模块B
加速度计加温模块B加电后，微控制器通过控制PWM2接口的输出信号的占空比来对加热模块B中的积分电路和晶体管的通断进行控制，进而控制加热片的加热时间。
第六步  微控制器断开加速度计加温模块B
当微控制器通过温度传感器和A/D采集芯片采集到加速度计温度已经达到T3时，微控制器切断加温模块B，停止给加速度计加温。
第七步  微控制器再次给加速度计加温模块B加电
当加速度计温度传感器采集到加速度计温度下降到T4时，微控制器启动加温模块B，采用加温模块B给加速度计加温。
第八步  微控制器再次断开加速度计加温模块B
当加速度计温度传感器采集到加速度计温度上升到T5时，微控制器切断加温模块B供电，停止给加速度计加温。
第九步  微控制器切换加速度计加温模块B通断
温度传感器和A/D采集芯片连续工作，不断采集加速度计温度，当采集到加速度计温度下降到T4时，微控制器再次给加速度计加温模块B加电。当采集到加速度计温度上升到T5时，微控制器再次断开加速度计加温模块B。循环往复，确保加速度计温度保持在T4和T5之间。
经过以上步骤确保加速度计在指定的温度范围内工作。
本发明提供一种速度计准确加温的方法，该方法在加速度计使用的情况下，通过对加速度计加温模块的切换，实现加速度计的温度控制，有效的解决了由于加速度计处于加温不够或过加温影响惯性测量组合导航精度的问题。
具体实施方式
一种加速度计加温方法的具体步骤为：
第一步  搭建加速度计加温系统
加速度计加温系统，包括：温度传感器、A/D采集芯片、微控制器、积分电路、晶体管、继电器、加热片、加温模块A、加温模块B；温度传感器输出端与A/D采集芯片模拟信号输入端导线连接，A/D采集芯片数字信号输出端与微控制器的数据接口导线连接，微控制器的控制端与继电器的控制端导线连接，继电器输出端与晶体管基极导线连接，晶体管的输出端与加热片的电压端导线连接，加热片与微控制器的另一个控制端导线连接；
加温模块A的功能为：通过控制继电器的通断来控制加热片的加热；
加温模块B的功能为：通过控制PWM的波形来实现加热片加热；
第二步  确定加速度计加温参数
根据加热片的加温功率、加速度计的散热速度、加速度计所在载体的热容比及加速度计加温过程中所要求的超调量，确定加速计加温参数；在满足加温过程中所要求的超调量的基础上，考虑加热片的加温功率和加速度计所在载体的热容比，在不同的时间切换加热模块，使加热时间最短；加温参数包括加速度计加温前温度T1，加速度计加温预定温度T2，加速度计加温目标温度T3，加速度计保精度温控最低温度T4，加速度计保精度温控最高温度T5；
第三步  微控制器加电控制加温模块A
微控制器给加温模块A加电后，通过微控制器控制PWM1接口的输出信号，通过PWM1高低电平的切换控制加温模块A中继电器的通断时间，控制加热片加热的时间，达到温度控制的目的。
第四步  微控制器切换加温模块
当微控制器通过温度传感器和A/D采集芯片采集到加速度计温度已经达到T2时，微控制器切断加温模块A。采用加温模块B给加速度计加热片加电。
第五步  微控制器加电控制加温模块B
加速度计加温模块B加电后，微控制器通过控制PWM2接口的输出信号的占空比来对加热模块B中的积分电路和晶体管的通断进行控制，进而控制加热片的加热时间。
第六步  微控制器断开加速度计加温模块B
当微控制器通过温度传感器和A/D采集芯片采集到加速度计温度已经达到T3时，微控制器切断加温模块B，停止给加速度计加温。
第七步  微控制器再次给加速度计加温模块B加电
当加速度计温度传感器采集到加速度计温度下降到T4时，微控制器启动加温模块B，采用加温模块B给加速度计加温。
第八步  微控制器再次断开加速度计加温模块B
当加速度计温度传感器采集到加速度计温度上升到T5时，微控制器切断加温模块B供电，停止给加速度计加温。
第九步  微控制器切换加速度计加温模块B通断
温度传感器和A/D采集芯片连续工作，不断采集加速度计温度，采集到加速度计温度下降到T4，微控制器再次给加速度计加温模块B加电。采集到加速度计温度上升到T5，微控制器再次断开加速度计加温模块B。循环往复，确保加速度计温度保持在T4和T5之间。
经过以上步骤确保加速度计在指定的温度范围内工作。
本发明提供一种速度计准确加温的方法，该方法在加速度计使用的情况下，通过对加速度计加温模块的切换，实现加速度计的温度控制，有效的解决了由于加速度计处于加温不够或过加温影响惯性测量组合导航精度的问题。
经过以上步骤确保了加速度计工作在理想的温度范围内，保证了加速度计的输出精度。

Claims (1)

1.一种加速度计加温方法，其特征在于本方法的具体步骤为：
第一步  搭建加速度计加温系统
加速度计加温系统，包括：温度传感器、A/D采集芯片、微控制器、积分电路、晶体管、继电器、加热片、加温模块A、加温模块B；温度传感器输出端与A/D采集芯片模拟信号输入端导线连接，A/D采集芯片数字信号输出端与微控制器的数据接口导线连接，微控制器的控制端与继电器的控制端导线连接，继电器输出端与晶体管基极导线连接，晶体管的输出端与加热片的电压端导线连接，加热片与微控制器的另一个控制端导线连接；
加温模块A的功能为：通过控制继电器的通断来控制加热片的加热；
加温模块B的功能为：通过控制PWM的波形来实现加热片加热；
第二步  确定加速度计加温参数
根据加热片的加温功率、加速度计的散热速度、加速度计所在载体的热容比及加速度计加温过程中所要求的超调量，确定加速计加温参数；在满足加温过程中所要求的超调量的基础上，考虑加热片的加温功率和加速度计所在载体的热容比，在不同的时间切换加热模块，使加热时间最短；加温参数包括加速度计加温前温度T1，加速度计加温预定温度T2，加速度计加温目标温度T3，加速度计保精度温控最低温度T4，加速度计保精度温控最高温度T5；
第三步  微控制器加电控制加温模块A
微控制器给加温模块A加电后，通过微控制器控制PWM1接口的输出信号，通过PWM1高低电平的切换控制加温模块A中继电器的通断时间，控制加热片加热的时间，达到温度控制的目的；
第四步  微控制器切换加温模块
当微控制器通过温度传感器和A/D采集芯片采集到加速度计温度已经达到T2时，微控制器切断加温模块A；采用加温模块B给加速度计加热片加电；
第五步  微控制器加电控制加温模块B
加速度计加温模块B加电后，微控制器通过控制PWM2接口的输出信号的占空比来对加热模块B中的积分电路和晶体管的通断进行控制，进而控制加热片的加热时间；
第六步  微控制器断开加速度计加温模块B
当微控制器通过温度传感器和A/D采集芯片采集到加速度计温度已经达到T3时，微控制器切断加温模块B，停止给加速度计加温；
第七步  微控制器再次给加速度计加温模块B加电
当加速度计温度传感器采集到加速度计温度下降到T4时，微控制器启动加温模块B，采用加温模块B给加速度计加温；
第八步  微控制器再次断开加速度计加温模块B
当加速度计温度传感器采集到加速度计温度上升到T5时，微控制器切断加温模块B供电，停止给加速度计加温；
第九步  微控制器切换加速度计加温模块B通断
温度传感器和A/D采集芯片连续工作，不断采集加速度计温度，当采集到加速度计温度下降到T4时，微控制器再次给加速度计加温模块B加电；当采集到加速度计温度上升到T5时，微控制器再次断开加速度计加温模块B；循环往复，确保加速度计温度保持在T4和T5之间；
经过以上步骤确保加速度计在指定的温度范围内工作。
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