[发明专利]一种测量加速度计模型参数磁矢量灵敏度的装置及方法

说明书

本发明公开了一种测量加速度计模型参数磁矢量灵敏度的装置及方法，装置包括：固定连接的加速度产生模块和磁场发生模块，加速度产生模块给加速度计提供可变且可定量的加速度输入；磁场发生模块给加速度计提供可变且稳定的磁场环境；当使用加速度产生模块时磁场发生模块有与之相同的位姿变化，使待测加速度计在输入加速度改变时所处的磁场环境不变。本发明通过保持磁场发生装置产生的磁矢量方向与加速度计测试装置之间的空间角度关系不变，保证了检测过程中，加速度计敏感轴与磁场方向之间角度关系不变；从而保证改变沿加速度计各轴的输入加速度时，加速度计各轴所处的磁场环境不发生改变，避免了加速度计相对磁场方向发生改变引入的误差。

技术领域

本发明属于加速度计测试技术领域，更具体地，涉及一种测量加速度计模型参数磁矢量灵敏度的装置及方法。

背景技术

加速度计是一种检测物体运动加速度的惯性仪表，它被广泛应用于惯性导航制导、微震测量、精密重力测量等方面。加速度计的磁灵敏度表示外部环境磁场对加速度计影响的物理量，用来表征单位磁场强度对加速度计输出的影响，它会直接影响到加速度计检测信号的真实性。在加速度计应用时，若其磁灵敏度较高，可能导致目标信号被磁场变化引起的输出信号淹没，或将磁场变化引起的输出变化误认为目标待测信号，而导致检测异常。这就需要对加速度计的磁灵敏度进行检测以在使用时与环境磁场结合，将磁场引起的误差信号扣除，从而提高加速度计的使用性能。

目前加速度计的磁灵敏度测试方法是类比振动与冲击传感器的磁灵敏度测试方法，将传感器放置在均匀磁场内，通过固定磁场旋转传感器，或固定传感器旋转磁场的方式，找到传感器在磁场中的输出最大值，并以此最大值与当前磁感应强度的比值作为传感器的磁灵敏度。这主要是基于GB/T 13823.4或ISO 5347-19，或在它们之上进行的改进。

但现有方法仍存在不足，首先，现有方法仅能测得加速度计总输出关于磁场的最大响应，虽然此方法的测试结果可以为加速度计的磁屏蔽需求提出指导，但没有将加速度计的模型参数分离，例如在旋转加速度计重力梯度仪的应用中，加速度计的零偏和标度因数各自的磁场响应就需要被分别讨论，但是，在分离过程中，加速度计相对地磁场的方向也在不断改变，地磁场将对检测结果产生影响；其次，由于磁场是有方向性的矢量，现有方法没有考虑在加速度计与磁场方向之间的角度关系发生变化时，加速度计的磁灵敏度也会发生变化。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种测量加速度计模型参数磁矢量灵敏度的方法，其目的在于分离加速度计模型参数的磁矢量灵敏度，旨在解决现有技术中的加速度计低频漂移、环境噪声和地磁场相对加速度计方向改变等因素干扰测试结果导致分离精度低的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种测量加速度计模型参数磁矢量灵敏度的装置，包括：固定连接的加速度产生模块和磁场发生模块，所述加速度产生模块用于给加速度计提供可变且可定量的加速度输入；所述磁场发生模块用于给加速度计提供可变且稳定的磁场环境；工作时，当使用所述加速度产生模块时，所述磁场发生模块有与之相同的位姿变化，从而使安装在磁场发生模块中的待测加速度计在输入加速度改变时所处的磁场环境不变。

更进一步地，通过螺钉将加速度产生模块和所述磁场发生模块固定连接。

本发明还提供了一种基于上述的装置实现测量加速度计模型参数磁矢量灵敏度的方法，包括下述步骤：

S1：通过磁场发生装置产生幅值为第一幅值且频率为第一频率的交变磁场，并采集加速度计的输出作为第一输出；

通过改变磁场的幅值大小，使所述磁场发生装置产生第二幅值且频率为第一频率的交变磁场，并采集加速度计的输出作为第二输出；

重复上述步骤M次并获得M组第一频率下不同幅值大小的交变磁场下的加速度计输出，M为大于等于2的整数；