某型加速度计测试系统的实现
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源：
ｅ 电源 系统负 责提供 加 速度 计工 作所 需 ￣＋ ５ ） １ ｖ电 ２１ 精 密分度 装置 ． 精 密 分 度装 置 包 括 ： 密 轴 系 、 动 机 构 、 精 传 电机 控 角 工 具 便 ｆ ）测试 夹具 为产 品输 入轴 与 重力加 速度 产生 精确 制器 、 位置测 量装 置 、 控机 。 有 角度给定 准确 ， ｇ 隔 振 地基 负 责 提 供 良好稳 定 的 测试 环 境 ， 免 ） 避 于实 现机 电一体 化等 优点 。 精 密 轴 系采用 圆柱密 珠轴 承轴 系作 为 支撑 。该 轴 系 保 证 精 密轴 系具 有 高 刚度 和 高旋 转 精 度等 优点 ， 径 向跳 动可 以达￣ ２ｚ ）内。而且 由于其 刚度 大 ， 以承 ］， ２ １１ ． ｍ１ 所 载 能力 强 ． 以保证 轴 系承载 能力在 ５ ｇ 可 ｋ 以上。 工 控 机 是精 密分 度装 置 的 核心 ． 电机 控制 器 、 与 交 流 伺服 电机 、 圆光栅 编 码器 、 密轴 系构 成 闭环控制 系 精 统 。如 图３ 示 ： 所 系统采 用全 数字 闭环 控制 ， 内环 为ＰＤ Ｉ 全数 字 电流 环 、 度环 ， 速 外环 为位 置环 。
并提供 与计算 机通 讯 的接 口： ） 初始 水平 位 置测 量 系统 （ 水平 仪 ） 负责 标 校测 试 （ ） 夹具 的水平 度 ； ２
＝ ＝ ＋ａ＋ ｏ ｉ 即
８ ０
福 建 电 脑
２１ ０ １年第 ４期
工 ＰＢ ｌ ０ ｄ 数 据采 集 和控 制系 统 负责 实现 对 加速度 汁输 出 样 板 由 数 字 万 用 表 测 量 ． 控 机 通 过 Ｇ Ｉ 接 Ｅ和 ｌ 通 ） Ｏ 信号 的测试 、 计算 加速 度计 的温 度误 差模 型 、 测试 结 道扫 描卡对 ｌ 只被测 加速 度计 实 现 分时测 试和 数据 采 将 集、 经计算 ， 最后 由打 印机打 印输 出。 果形 成测 试记 录卡打 印输 出 ：
轴与输出基准轴之间的交叉耦合系数， ； 喜
ｇ
分 别为 输入 轴相 对于输 入 基准 轴绕摆 轴 和 度 矢量 问 的夹角 ： ｂ ）程 控 高低 温箱 产 生 加速 度 计 的工作 温度 范 围 ， 输 出基 准轴 的失准 角 ， ｄ ｒ 。 ａ
８、
－ －
ｏ
经简 化ห้องสมุดไป่ตู้的加 速度计 的静 态数 学模 型为 ：
加 速 度 计 的零 偏 和标 度 因 数 的 温度 系 数 方 程 如 下所
示：
、 、
基 准轴方 向 的加速度 分 量 ， ； ｇ
Ｉ一 零 偏 ，； （ ０ ｇ
Ｋ－ 标 度 因数 ， Ｉ－ 一 Ｖ
ｇ ｇ
￣
／－等 ； ｓｇ
ａ ｏ ：— （ｏ ａ— － ｏＴ） Ｋ ） ＫｏＴ － Ｔ Ｋ （ｏ ｒ ＋ ）
度计 的静 态数学 模 型方程 如公 式 （ ） １ 所示 ：
（ ） ｏ Ｅｍ 一 ＝Ｅ － ｌ
Ｚ ｓｊｇ ／．
（） ５
利用 分度 装 置在０ 位置 转动 Ａ 对 应 的闽值 的角 ｏ ０ｆ 度 ， 阈值 为 １ ｌ ， 角 度 增量 Ａ ＝ ． ） 记 录 加速 如 ｘ０ ｇ 则 ０ ２１ ， ” 度 计 的输 出 ． 分度 装 置 回Ｏ 位置 转动 一 ９ 记 录加速 度 。 △ ． 利 用分度 装 置在 非 ０位 置转 动Ａ （ 应 的分辨 率 。 ０ 对
组 成 及 工 作 原 理 、 试 软 件 系统 。 对 测 试 精 度 要 求 ， 各 模 块 指 标 提 出要 求 。 述 了 系统 软 件 工 作 流 程 和 测 针 对 论
功能模 块 ， 并通 过 实际使 用验证 了该 方案 的 可行性 。
【 关键词 】 加 速度计 ， ： 实现方案 ， 试 算法 ， 测 系统 组成 ， 软件 系统
２１ ０ 第 ４期 １年
福
建 电
脑
７ ９
某 型 加 速 度计 测试 系统 的 实现
刘 爱 国 ．张 红 波 ：
（１中国空空 导弹研 究 院 河 南 洛 阳 ４ １ ０ ２空军驻 洛 阳地 区航 空 军事代 表 室 河南 洛 阳 ４ １０ ． ７ ０９ ． ７ ０ ９）
【 摘 要 】 提 出 了一种 基 于标 准模 块 的 某型加 速 度 计测 试 系统 的 实现 方 案 ， 中 包括 测试 算法 、 ： 其 系统
一 ＋ Ｔ Ａ
＋ ・ （ ＡＴ Ｋ， ）
（） ６
（） ７
Ｋ－ 二阶非线性系数， ； ２－ 喜
ｇ
ａ ＇ Ｔ、： （ｏ Ｔ） Ｋｌ — Ｔ ＿ａ —－Ｋ， ＂ （ ＝Ｋ， （ｏ ２）
Ｋ一 三阶非线性系数， ； ｓ 一 善
ｇ
２ 系统 组成及 工 作原理 、
Ｋｉ、 ＤＫ
一
． 。
分 别为输 入基 准轴 与摆 基 准轴 、 入基 准 输
根据 上 述 测试算 法 要 求 ．加 速度 计测 试 系统应 包 括 ： 密分 度装 置 、 精 高低 温箱 、 始水 平 位 置测 量 系统 初 （ 平仪 ） 数据 采 集 和 控制 系 统 、 水 、 电源 系统 、 试夹 具 测 及隔振 地基 。如 图 １ 示 。其主要 功 能如下 ： 所 ） 精密 分度 装 置 产生 加速 度计 输 入 轴 与重 力加 速
０ 引 言 、
根据 Ｇ Ｂ ０ ７ ９ 的规 定 ： Ｊ １３ — ０ 改变夹 角０ 建立加 速度计
加 速 度计 是 某型 空空 导 弹惯 性 测量 单 元 的关 键 器 的静 态数学 模型 ． 以得 出加 速度计 的零 偏 、 度 因数 可 标
件 ， 功 能是 实时测 量 弹体三 座标 加 速度 ， 其 其工 作 性 能 及 失 准角 ， 程如 下 ： 方 决定 了惯 性测 量单元 的导 航 精度 。加 速度 计测 试 系统 用 于测试 全温度 下加速 度 计 的零位 、 性度 、 准角等 线 失 ： 参数 ， 为判定 加速 度计性 能 提供判 定手 段 。
云 ＋＋ ＋ ＋ａ＋ｑ＋ （ 计 的输 出即可 判断 加速 度计 的闽值 ａ Ｇ＆ 一 １ ｉ ）
Ａｉ 加 速度 计 输 出所 指示 加速 度 ， 重力 加 速 度 ｎ ｄ 一 用 ｇ 为单 位表示 ；
的角 度 。 般取ｅ ± Ｏ ） 记 录加速 度计 的输 出 。 一 ＝３ｏ， 即可判 Ｅ一 加速 度计 输 出 ， 出单位Ｖ、 输 ｍＡ、 脉冲数 ， ； 断加 速度计 的分 辨率 ｓ 等 ａｉ 、ａｐａ 、。 分 别为沿 输 入基 准轴 、摆 基 准 轴 和输 出 一 改 变 温度 Ｔ 以得 出在 不 同 温度 下胄 Ｋ 、 的值 ， 可 勺 Ｋ，
１ 测试算 法 、
（） ３ （） ４
在重 力 场 中 ．通 过 改 变被 测加 速度 计 的 温度 和 该 加 速度 计 的输 入 轴与重 力加 速度 方 向 的夹角 ．分别 建 立 加速度 计 的静 态数学模 型 ．并 通过 分析 模 型参 数 与 温度 的关 系得 出加 速度 计标 度 因数 的温度 系 数 。加 速
ｅ 电源 系统负 责提供 加 速度 计工 作所 需 ￣＋ ５ ） １ ｖ电 ２１ 精 密分度 装置 ． 精 密 分 度装 置 包 括 ： 密 轴 系 、 动 机 构 、 精 传 电机 控 角 工 具 便 ｆ ）测试 夹具 为产 品输 入轴 与 重力加 速度 产生 精确 制器 、 位置测 量装 置 、 控机 。 有 角度给定 准确 ， ｇ 隔 振 地基 负 责 提 供 良好稳 定 的 测试 环 境 ， 免 ） 避 于实 现机 电一体 化等 优点 。 精 密 轴 系采用 圆柱密 珠轴 承轴 系作 为 支撑 。该 轴 系 保 证 精 密轴 系具 有 高 刚度 和 高旋 转 精 度等 优点 ， 径 向跳 动可 以达￣ ２ｚ ）内。而且 由于其 刚度 大 ， 以承 ］， ２ １１ ． ｍ１ 所 载 能力 强 ． 以保证 轴 系承载 能力在 ５ ｇ 可 ｋ 以上。 工 控 机 是精 密分 度装 置 的 核心 ． 电机 控制 器 、 与 交 流 伺服 电机 、 圆光栅 编 码器 、 密轴 系构 成 闭环控制 系 精 统 。如 图３ 示 ： 所 系统采 用全 数字 闭环 控制 ， 内环 为ＰＤ Ｉ 全数 字 电流 环 、 度环 ， 速 外环 为位 置环 。
并提供 与计算 机通 讯 的接 口： ） 初始 水平 位 置测 量 系统 （ 水平 仪 ） 负责 标 校测 试 （ ） 夹具 的水平 度 ； ２
＝ ＝ ＋ａ＋ ｏ ｉ 即
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福 建 电 脑
２１ ０ １年第 ４期
工 ＰＢ ｌ ０ ｄ 数 据采 集 和控 制系 统 负责 实现 对 加速度 汁输 出 样 板 由 数 字 万 用 表 测 量 ． 控 机 通 过 Ｇ Ｉ 接 Ｅ和 ｌ 通 ） Ｏ 信号 的测试 、 计算 加速 度计 的温 度误 差模 型 、 测试 结 道扫 描卡对 ｌ 只被测 加速 度计 实 现 分时测 试和 数据 采 将 集、 经计算 ， 最后 由打 印机打 印输 出。 果形 成测 试记 录卡打 印输 出 ：
轴与输出基准轴之间的交叉耦合系数， ； 喜
ｇ
分 别为 输入 轴相 对于输 入 基准 轴绕摆 轴 和 度 矢量 问 的夹角 ： ｂ ）程 控 高低 温箱 产 生 加速 度 计 的工作 温度 范 围 ， 输 出基 准轴 的失准 角 ， ｄ ｒ 。 ａ
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经简 化ห้องสมุดไป่ตู้的加 速度计 的静 态数 学模 型为 ：
加 速 度 计 的零 偏 和标 度 因 数 的 温度 系 数 方 程 如 下所
示：
、 、
基 准轴方 向 的加速度 分 量 ， ； ｇ
Ｉ一 零 偏 ，； （ ０ ｇ
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度计 的静 态数学 模 型方程 如公 式 （ ） １ 所示 ：
（ ） ｏ Ｅｍ 一 ＝Ｅ － ｌ
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（） ５
利用 分度 装 置在０ 位置 转动 Ａ 对 应 的闽值 的角 ｏ ０ｆ 度 ， 阈值 为 １ ｌ ， 角 度 增量 Ａ ＝ ． ） 记 录 加速 如 ｘ０ ｇ 则 ０ ２１ ， ” 度 计 的输 出 ． 分度 装 置 回Ｏ 位置 转动 一 ９ 记 录加速 度 。 △ ． 利 用分度 装 置在 非 ０位 置转 动Ａ （ 应 的分辨 率 。 ０ 对
组 成 及 工 作 原 理 、 试 软 件 系统 。 对 测 试 精 度 要 求 ， 各 模 块 指 标 提 出要 求 。 述 了 系统 软 件 工 作 流 程 和 测 针 对 论
功能模 块 ， 并通 过 实际使 用验证 了该 方案 的 可行性 。
【 关键词 】 加 速度计 ， ： 实现方案 ， 试 算法 ， 测 系统 组成 ， 软件 系统
２１ ０ 第 ４期 １年
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７ ９
某 型 加 速 度计 测试 系统 的 实现
刘 爱 国 ．张 红 波 ：
（１中国空空 导弹研 究 院 河 南 洛 阳 ４ １ ０ ２空军驻 洛 阳地 区航 空 军事代 表 室 河南 洛 阳 ４ １０ ． ７ ０９ ． ７ ０ ９）
【 摘 要 】 提 出 了一种 基 于标 准模 块 的 某型加 速 度 计测 试 系统 的 实现 方 案 ， 中 包括 测试 算法 、 ： 其 系统
一 ＋ Ｔ Ａ
＋ ・ （ ＡＴ Ｋ， ）
（） ６
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Ｋ－ 二阶非线性系数， ； ２－ 喜
ｇ
ａ ＇ Ｔ、： （ｏ Ｔ） Ｋｌ — Ｔ ＿ａ —－Ｋ， ＂ （ ＝Ｋ， （ｏ ２）
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２ 系统 组成及 工 作原理 、
Ｋｉ、 ＤＫ
一
． 。
分 别为输 入基 准轴 与摆 基 准轴 、 入基 准 输
根据 上 述 测试算 法 要 求 ．加 速度 计测 试 系统应 包 括 ： 密分 度装 置 、 精 高低 温箱 、 始水 平 位 置测 量 系统 初 （ 平仪 ） 数据 采 集 和 控制 系 统 、 水 、 电源 系统 、 试夹 具 测 及隔振 地基 。如 图 １ 示 。其主要 功 能如下 ： 所 ） 精密 分度 装 置 产生 加速 度计 输 入 轴 与重 力加 速
０ 引 言 、
根据 Ｇ Ｂ ０ ７ ９ 的规 定 ： Ｊ １３ — ０ 改变夹 角０ 建立加 速度计
加 速 度计 是 某型 空空 导 弹惯 性 测量 单 元 的关 键 器 的静 态数学 模型 ． 以得 出加 速度计 的零 偏 、 度 因数 可 标
件 ， 功 能是 实时测 量 弹体三 座标 加 速度 ， 其 其工 作 性 能 及 失 准角 ， 程如 下 ： 方 决定 了惯 性测 量单元 的导 航 精度 。加 速度 计测 试 系统 用 于测试 全温度 下加速 度 计 的零位 、 性度 、 准角等 线 失 ： 参数 ， 为判定 加速 度计性 能 提供判 定手 段 。
云 ＋＋ ＋ ＋ａ＋ｑ＋ （ 计 的输 出即可 判断 加速 度计 的闽值 ａ Ｇ＆ 一 １ ｉ ）
Ａｉ 加 速度 计 输 出所 指示 加速 度 ， 重力 加 速 度 ｎ ｄ 一 用 ｇ 为单 位表示 ；
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１ 测试算 法 、
（） ３ （） ４
在重 力 场 中 ．通 过 改 变被 测加 速度 计 的 温度 和 该 加 速度 计 的输 入 轴与重 力加 速度 方 向 的夹角 ．分别 建 立 加速度 计 的静 态数学模 型 ．并 通过 分析 模 型参 数 与 温度 的关 系得 出加 速度 计标 度 因数 的温度 系 数 。加 速