[发明专利]一种微惯性器件温漂误差测试方法

说明书

一种微惯性器件温漂误差测试方法，属于微惯性传感器件测试领域。解决了微惯性器件的温漂误差测试结果的精准性和可信性低的问题。本发明控制高低温箱将环境温度降低至微惯性器件工作温度下限值，待微惯性器件和测温系统实测数据均稳定后，记录微惯性器件温度和微惯性器件输出；根据微惯性器件自身参数确定高低温箱的升温梯度，根据高低温箱的结构及其空间参数，确定升温间隔；按照升温梯度和升温间隔调整高低温箱内的环境温度，直至达到微惯性器件工作温度上限值，并维持该温度直至微惯性器件和测温系统实测数据稳定1h，同时记录下升温过程中微惯性器件温度和微惯性器件输出。本发明适用于微惯性器件温漂误差测试。

技术领域

本发明属于微惯性传感器件测试领域。

背景技术

微惯性导航系统是惯性导航系统的重要组成，适用于小型化、低成本、高集成度的应用场景。微惯性器件是微惯性导航系统的重要测量元件，其具有无机械转动部件、启动快、成本低、可靠性高、稳定性好等优点。然而，在微惯性器件以其众多的优点和优势被广泛应用的同时，由于惯性器件基础材料-硅基材料存在温度依赖性，这会导致其输出精准性会随着环境温度的改变而变化，进而激励微惯性器件实时输出中包含输出误差，此输出误差即温漂误差。温漂误差激励惯性导航系统输出不可避免的速度误差、纬度误差和方位误差。更为严重的是，经由微惯性导航系统实时解算的经度偏差随着工作时间的增加而逐渐积累，进而会严重影响微惯性导航系统的实际导航精度，甚至严重制约微惯性导航系统在某些领域的使用。

消除温漂误差的根本方法在于解耦硅基材料的温度依赖性，减弱环境温度对由其构成的微惯性器件内部结构一致性的影响。温度控制系统控制环境温度稳定于目标温度，减弱环境温度变化对微惯性器件内部环境的冲击效能，从而实现解耦硅基材料的温度依赖性。然而，温度控制系统的系统构成较为复杂，其功能实现依赖于高功耗、复杂结构、精准测量与控制等多要素共同辅助，这显著提升了温度控制系统的复杂程度，并且为稳定性和可靠性埋下了潜在隐患。温漂误差补偿模型以环境温度相关量为输入、以温漂误差为输出，基于数学模型实现任意精度下由环境温度相关量精准估计温漂误差。环境温度相关量的完整性、环境温度相关量与温漂误差关系辨识精准性直接决定了温漂误差估计准确性。环境温度相关量越完整，环境温度相关量与温漂误差关系辨识越精确，温漂误差估计精准性越高。基于此，如何深入挖掘完整的环境温度相关量，如何精准辨识环境温度相关量与温漂误差关系成为消除微惯性器件温漂误差以提升其环境适用性的重要途径。由此可知，精准测量环境温度与温漂误差是其先决条件。传统的环境温度与温漂误差的测试方法以人为经验为主，目前并没有给出较为详尽的温漂误差考核测试及其理论依据。常用的传统方法多采用0.1℃的升温梯度、10s的升温间隔测试微惯性器件温漂误差。这会给目标测试结果的精准性和可信性带来潜在危险，并且实时的测试结果具有一定的盲目性和未知性。

发明内容

本发明目的是为了解决现有微惯性器件温漂误差测试中的升温梯度和升温间隔过于依赖人为经验，导致微惯性器件的温漂误差测试结果的精准性和可信性低的问题，提供了一种微惯性器件温漂误差测试方法。

本发明所述一种微惯性器件温漂误差测试方法，该方法包括：

步骤一、根据微惯性器件自身参数确定高低温箱的升温梯度ΔT，将微惯性器件放置在高低温箱的安装基座上，选取测温精度大于2倍的升温梯度ΔT的测温传感器对微惯性器件所处环境温度进行采集；

步骤二、控制高低温箱将微惯性器件所处环境温度降低至微惯性器件工作温度下限值，待微惯性器件和测温系统实测数据均稳定后，记录微惯性器件所处环境温度T_t¹和微惯性器件输出D_t¹；

步骤三、根据高低温箱的结构及其空间参数，确定升温间隔t_p；