旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下傾角傳感器的性能及測試補償方法研究.pdf

1、角度測量是計量科學的重要組成部分。隨著生產(chǎn)和科學的不斷發(fā)展，角度測量越來越廣泛地應用于機械、光學、航空、航天、航海等各個領(lǐng)域，技術(shù)水平和測量準確度也在不斷提高。 物體在有加速度干擾下的傾斜角度，是描述物體運動狀態(tài)、特征不可或缺的參數(shù)，在交通、工業(yè)、航天、軍事領(lǐng)域中都有著重要的意義，對目標的定位、追蹤起到非常重要的作用。所以開發(fā)數(shù)字接口、價格適中、精度高，測量范圍大的動態(tài)角度測量系統(tǒng)具有很強的實用價值。 旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的傾角測

2、量屬于有加速度干擾的動態(tài)傾斜角度測量的一種。在旋轉(zhuǎn)參考系下，質(zhì)量為m的物體受到指向旋轉(zhuǎn)中心的連接物的牽引力，但卻相對于該參考系靜止，沒有加速度，不符合牛頓第一定律。所以，相對于慣性系作勻速轉(zhuǎn)動的參考系也是非慣性系，要在這種參考系中保持牛頓第二定律形式不變，在質(zhì)點靜止于此參考系的情況下，應引入慣性力Fc*=mω2r，稱為離心慣性力，r表示自轉(zhuǎn)軸向質(zhì)點所引矢量，與轉(zhuǎn)軸垂直。該狀態(tài)下影響被測對象傾斜角度正確輸出的加速度正是該力造成的。

3、 本文在國內(nèi)外可供參考資料稀缺的條件下，大膽構(gòu)思出5種理論上可行的用于抵消基于MEMS加速度計的動態(tài)傾角測量系統(tǒng)在測量旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下傾斜角度時產(chǎn)生的由向心加速度引入的誤差的方案。比較了不同方案在精度以及軟硬件成本、實現(xiàn)復雜度方面的優(yōu)劣。最后選取了兩種理論上較優(yōu)的方案，進行軟硬件設(shè)計，數(shù)據(jù)采集處理，并分析實驗結(jié)果，闡述詳細原因。 本文設(shè)計制作的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下傾角檢測系統(tǒng)，在TZS-74ⅡA型陀螺儀表綜合實驗轉(zhuǎn)臺上進行了大量檢測驗證實驗。利