CN109142792A - 一种石英挠性加速度计温度误差标定补偿方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及测试技术及仪器领域领域，具体涉及一种石英挠性加速度计温度误差标定补偿方法。通过在室温下对石英挠性加速度计进行八位置标定以及在温箱内对石英挠性加速度计进行多组变温实验，得到加速度计的输出与温度的数据；然后采用加速度计温度模型的方法，得到石英挠性加速度计的输出与温度的函数关系；之后采用反推法和逐项差分处理，得到n‑1组逐项差分数据结果；最后采用稳健回归估计方法，得到标度因数关于温度的函数；然后得到零偏关于温度的函数；最终得到石英挠性加速度计输出的温度误差标定补偿模型；本发明可以有效节约成本，通过基于差分稳健回归思想，可以有效消除突变点，得到较高的补偿精度。

Description

一种石英挠性加速度计温度误差标定补偿方法
技术领域
本发明涉及测试技术及仪器领域领域，具体涉及一种石英挠性加速度计温度误差标定补偿方法。
背景技术
由于传统方法中对石英挠性加速度计进行温度误差补偿时，往往使用具有温度控制功能的转台即温控转台对加速度计进行标定并得出加速度计的温度误差模型。
但是目前实际应用中，温控转台的使用成本较高，应用范围相比于独立的温箱和转台来说较窄，并且在变温过程中加速度计输出值会因为电路干扰等原因出现某个或某几个突变点，最小二乘法的抗差性较差，这种情况下对预处理不完全的数据使用最小二乘法，会出现使估计的函数出现偏差的问题。
发明内容
本发明提供一种石英挠性加速度计温度误差标定补偿方法，以提高补偿精度、有效消除突变点。
本发明提供一种石英挠性加速度计温度误差标定补偿方法，包括：
步骤一：根据在室温下对石英挠性加速度计进行八位置标定，得到室温下石英挠性加速度计的零偏和标度因数；根据在温箱内对石英挠性加速度计进行多组变温实验，得到n组石英挠性加速度计的输出与温度的数据；
步骤二：根据所述的石英挠性加速度计的输出与温度的数据采用石英挠性加速度计温度模型的方法，得到n组石英挠性加速度计的输出与温度的函数关系；根据所述的室温下石英挠性加速度计的零偏和标度因数采用反推法和逐项差分处理，得到n-1组逐项差分数据结果；
步骤三：根据所述的n-1组逐项差分数据结果采用稳健回归估计方法，得到标度因数关于温度的函数；根据所述的标度因数关于温度的函数采用代入石英挠性加速度计温度模型的方法，得到零偏关于温度的函数；
步骤四：根据所述的零偏关于温度的函数得到石英挠性加速度计输出的温度误差标定补偿模型；
所述步骤一，包括：
根据在室温下对石英挠性加速度计进行八位置标定，得到室温下石英挠性加速度计的零偏和标度因数；其中，通过所述室温下石英挠性加速度计的零偏和标度因数，建立石英挠性加速度计内铂电阻输出与实际温度的关系；
根据在温箱内对石英挠性加速度计进行多组变温实验，得到n组石英挠性加速度计的输出与温度的数据；其中，所述的多组变温实验为加速度计的输出轴与水平呈零度至九十度等间隔进行；
所述步骤二，包括：
根据所述的石英挠性加速度计的输出与温度的数据采用石英挠性加速度计温度模型的方法，得到n组石英挠性加速度计的输出与温度的函数关系；其中，所述的n组石英挠性加速度计的输出与温度的函数关系为：
其中，Xn为从水平至竖直的n组加速度计输出值，an为对应的n组加速度计所受实际加速度值。由室温下的零偏和标度因数反推出n组实验实际所受重力加速度在量测轴上的分量，即实际所受加速度an。
根据所述的室温下石英挠性加速度计的零偏和标度因数采用反推法和逐项差分处理，得到n-1组逐项差分数据结果；其中，所述的n-1组逐项差分数据结果为：
所述步骤三，包括：
根据所述的n-1组逐项差分数据结果采用稳健回归估计方法，得到标度因数关于温度的函数；其中，所述的标度因数关于温度的函数为：
根据所述的标度因数关于温度的函数采用代入石英挠性加速度计温度模型的方法，得到零偏关于温度的函数；其中，所述的零偏关于温度的函数为：
所述步骤四，包括：
根据所述的零偏关于温度的函数得到石英挠性加速度计输出的温度补偿模型；其中，所述的石英挠性加速度计输出的温度误差标定补偿模型为：
本发明的有益效果在于：
1.本发明从石英挠性加速度计的标定和温度补偿的角度来看，独立的温箱和转台的成本低于温控转台，可以有效节约成本；
2.通过采用本方法的补偿效果也能够满足使用要求，通过基于差分稳健回归思想，可以有效消除突变点，得到较高的补偿精度；
附图说明
图1为一种石英挠性加速度计温度误差标定补偿方法的流程图；
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明做进一步描述：
图1为一种一种石英挠性加速度计温度误差标定补偿方法的流程图。
本发明的技术方案是这样实现的：
1.在室温下，对加速度计进行八位置标定，能够得到该温度下加速度计的零偏和标度因数，并建立加速度计内铂电阻输出与实际温度的关系。在温箱内，把加速度计的输出轴与水平呈零度至九十度等间隔进行n组变温实验，得到n组加速度计的输出与温度的关系。
2.由加速度计温度模型可以列出n组加速度计输出关于温度的函数关系式如下：
其中，Xn为从水平至竖直的n组加速度计输出值，an为对应的n组加速度计所受实际加速度值。由室温下的零偏和标度因数可以反推出n组实验实际所受重力加速度在量测轴上的分量，即实际所受加速度。
把采集得到的n数据逐项差分处理得到n-1组数据：
3.再将其使用稳健估计的方法进行处理，就能够解算出标度因数关于温度的函数：
把标度因数带回到加速度计温度模型可以得到n组零偏与温度的关系，再将其使用稳健估计的方法进行处理，就能够解算出零偏关于温度的函数：
4.最后得到加速度计输出的温度补偿模型：

Claims (5)

1.一种石英挠性加速度计温度误差标定补偿方法，其特征在于，包括：
步骤一：根据在室温下对石英挠性加速度计进行八位置标定，得到室温下石英挠性加速度计的零偏和标度因数；根据在温箱内对石英挠性加速度计进行多组变温实验，得到n组石英挠性加速度计的输出与温度的数据；
步骤二：根据所述的石英挠性加速度计的输出与温度的数据采用石英挠性加速度计温度模型的方法，得到n组石英挠性加速度计的输出与温度的函数关系；根据所述的室温下石英挠性加速度计的零偏和标度因数采用反推法和逐项差分处理，得到n-1组逐项差分数据结果；
步骤三：根据所述的n-1组逐项差分数据结果采用稳健回归估计方法，得到标度因数关于温度的函数；根据所述的标度因数关于温度的函数采用代入石英挠性加速度计温度模型的方法，得到零偏关于温度的函数；
步骤四：根据所述的零偏关于温度的函数得到石英挠性加速度计输出的温度误差标定补偿模型。
2.根据权利要求1所述的一种石英挠性加速度计温度误差标定补偿方法，其特征在于：所述步骤一，包括：
根据在室温下对石英挠性加速度计进行八位置标定，得到室温下石英挠性加速度计的零偏和标度因数；其中，通过所述室温下石英挠性加速度计的零偏和标度因数，建立石英挠性加速度计内铂电阻输出与实际温度的关系；
根据在温箱内对石英挠性加速度计进行多组变温实验，得到n组石英挠性加速度计的输出与温度的数据；其中，所述的多组变温实验为加速度计的输出轴与水平呈零度至九十度等间隔进行。
3.根据权利要求1所述的一种石英挠性加速度计温度误差标定补偿方法，其特征在于：所述步骤二，包括：
根据所述的石英挠性加速度计的输出与温度的数据采用石英挠性加速度计温度模型的方法，得到n组石英挠性加速度计的输出与温度的函数关系；其中，所述的n组石英挠性加速度计的输出与温度的函数关系为：
其中，Xn为从水平至竖直的n组加速度计输出值，an为对应的n组加速度计所受实际加速度值。由室温下的零偏和标度因数反推出n组实验实际所受重力加速度在量测轴上的分量，即实际所受加速度an。
根据所述的室温下石英挠性加速度计的零偏和标度因数采用反推法和逐项差分处理，得到n-1组逐项差分数据结果；其中，所述的n-1组逐项差分数据结果为：
4.根据权利要求1所述的一种石英挠性加速度计温度误差标定补偿方法，其特征在于：所述步骤三，包括：
根据所述的n-1组逐项差分数据结果采用稳健回归估计方法，得到标度因数关于温度的函数；其中，所述的标度因数关于温度的函数为：
根据所述的标度因数关于温度的函数采用代入石英挠性加速度计温度模型的方法，得到零偏关于温度的函数；其中，所述的零偏关于温度的函数为：
5.根据权利要求1所述的一种石英挠性加速度计温度误差标定补偿方法，其特征在于：所述步骤四，包括：
根据所述的零偏关于温度的函数得到石英挠性加速度计输出的温度补偿模型；其中，所述的石英挠性加速度计输出的温度误差标定补偿模型为：
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110879302A (zh) * 2019-11-26 2020-03-13 西安石油大学 一种石英谐振差动式加速度计温度补偿方法
CN110941002A (zh) * 2019-12-18 2020-03-31 哈尔滨工程大学 一种自适应抗差的序贯最小二乘精密单点定位方法
CN111046578A (zh) * 2019-12-24 2020-04-21 北京航天控制仪器研究所 一种石英振梁加速度计建立输出模型的方法
CN113063964A (zh) * 2021-03-23 2021-07-02 西安微电子技术研究所 一种温度补偿型石英挠性加速度计伺服电路及石英挠性加速度计
CN113252069A (zh) * 2021-04-02 2021-08-13 北京航天时代激光导航技术有限责任公司 一种基于梯度下降法的惯性仪表多项式温补方法
CN113670336A (zh) * 2021-08-25 2021-11-19 西安航天精密机电研究所 石英挠性加速度计标度因数温度系数补偿特性确定方法
CN114509580A (zh) * 2021-12-24 2022-05-17 北京航天时代光电科技有限公司 一种小量程加速度计高精度温度建模方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101290326A (zh) * 2008-06-13 2008-10-22 哈尔滨工程大学 石英挠性加速度计测量组件的参数辨识标定方法
CN101813710A (zh) * 2010-03-26 2010-08-25 浙江大学 一种改善微加速度计温度漂移性能的方法
CN102506871A (zh) * 2011-11-28 2012-06-20 北京航空航天大学 一种机载双光纤imu/dgps组合相对形变姿态测量装置
CN102680004A (zh) * 2012-05-30 2012-09-19 北京航空航天大学 一种挠性陀螺位置姿态测量系统pos的标度因数误差标定与补偿方法
CN103940427A (zh) * 2014-03-11 2014-07-23 哈尔滨工程大学 一种mems惯性测量单元冷启动时温度误差补偿方法
US20140208823A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-31 The Regents Of The University Of California Multi-Axis Chip-Scale MEMS Inertial Measurement Unit (IMU) Based on Frequency Modulation
CN105928544A (zh) * 2016-04-26 2016-09-07 清华大学 微惯性测量组合单元的快速自标定方法及装置
CN106437683A (zh) * 2016-08-29 2017-02-22 中国科学院地质与地球物理研究所 一种旋转状态下重力加速度测量装置与提取方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101290326A (zh) * 2008-06-13 2008-10-22 哈尔滨工程大学 石英挠性加速度计测量组件的参数辨识标定方法
CN101813710A (zh) * 2010-03-26 2010-08-25 浙江大学 一种改善微加速度计温度漂移性能的方法
CN102506871A (zh) * 2011-11-28 2012-06-20 北京航空航天大学 一种机载双光纤imu/dgps组合相对形变姿态测量装置
CN102680004A (zh) * 2012-05-30 2012-09-19 北京航空航天大学 一种挠性陀螺位置姿态测量系统pos的标度因数误差标定与补偿方法
US20140208823A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-31 The Regents Of The University Of California Multi-Axis Chip-Scale MEMS Inertial Measurement Unit (IMU) Based on Frequency Modulation
CN103940427A (zh) * 2014-03-11 2014-07-23 哈尔滨工程大学 一种mems惯性测量单元冷启动时温度误差补偿方法
CN105928544A (zh) * 2016-04-26 2016-09-07 清华大学 微惯性测量组合单元的快速自标定方法及装置
CN106437683A (zh) * 2016-08-29 2017-02-22 中国科学院地质与地球物理研究所 一种旋转状态下重力加速度测量装置与提取方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
卓超 等: "基于比力差分测量的加速度计温度误差补偿方法", 《中国惯性技术学报》 *
张宇飞 等: "石英挠性加速度计温度建模和补偿", 《中国惯性技术学报》 *
杨杰 等: "基于迭代估计的三轴加速度计温度模型参数外场标定方法", 《中国惯性技术学报》 *
陈福彬 等: "石英挠性加速度计温度补偿算法", 《中国惯性技术学报》 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110879302A (zh) * 2019-11-26 2020-03-13 西安石油大学 一种石英谐振差动式加速度计温度补偿方法
CN110879302B (zh) * 2019-11-26 2022-02-22 西安石油大学 一种石英谐振差动式加速度计温度补偿方法
CN110941002A (zh) * 2019-12-18 2020-03-31 哈尔滨工程大学 一种自适应抗差的序贯最小二乘精密单点定位方法
CN111046578A (zh) * 2019-12-24 2020-04-21 北京航天控制仪器研究所 一种石英振梁加速度计建立输出模型的方法
CN111046578B (zh) * 2019-12-24 2023-07-14 北京航天控制仪器研究所 一种石英振梁加速度计建立输出模型的方法
CN113063964A (zh) * 2021-03-23 2021-07-02 西安微电子技术研究所 一种温度补偿型石英挠性加速度计伺服电路及石英挠性加速度计
CN113063964B (zh) * 2021-03-23 2023-07-14 西安微电子技术研究所 一种温度补偿型石英挠性加速度计伺服电路及石英挠性加速度计
CN113252069A (zh) * 2021-04-02 2021-08-13 北京航天时代激光导航技术有限责任公司 一种基于梯度下降法的惯性仪表多项式温补方法
CN113670336A (zh) * 2021-08-25 2021-11-19 西安航天精密机电研究所 石英挠性加速度计标度因数温度系数补偿特性确定方法
CN113670336B (zh) * 2021-08-25 2023-10-20 西安航天精密机电研究所 石英挠性加速度计标度因数温度系数补偿特性确定方法
CN114509580A (zh) * 2021-12-24 2022-05-17 北京航天时代光电科技有限公司 一种小量程加速度计高精度温度建模方法

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