本發(fā)明屬于加速度計(jì)的，具體涉及一種獲取加速度計(jì)交叉軸靈敏度的測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

1、加速度計(jì)作為一種關(guān)鍵的傳感器，被廣泛應(yīng)用于商業(yè)電子設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化、航空航天及軍事導(dǎo)航系統(tǒng)中，用于測(cè)量物體的加速度變化。在加速度計(jì)的研發(fā)、生產(chǎn)及實(shí)際應(yīng)用中，確保其性能指標(biāo)的準(zhǔn)確性和可靠性至關(guān)重要。這些性能指標(biāo)包括但不限于零偏、標(biāo)度因數(shù)、交叉軸靈敏度以及二次項(xiàng)系數(shù)等，其中交叉軸靈敏度尤為關(guān)鍵，因?yàn)樗苯佑绊懙郊铀俣扔?jì)在非敏感軸方向上的響應(yīng)，進(jìn)而影響整體測(cè)量精度。理想的加速度計(jì)應(yīng)僅對(duì)其敏感軸方向的加速度變化做出響應(yīng)，但在實(shí)際中，由于制造工藝、材料特性和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)等因素，加速度計(jì)在正交方向上也會(huì)產(chǎn)生一定的輸出，即所謂的交叉軸誤差。交叉軸靈敏度正是用來(lái)量化這一誤差程度的參數(shù)，其數(shù)值越低，表明加速度計(jì)在非敏感軸方向上的響應(yīng)越小，性能越優(yōu)。

2、目前，業(yè)界普遍采用基于分度頭和多位置傾斜轉(zhuǎn)臺(tái)的標(biāo)定方案來(lái)測(cè)定加速度計(jì)的交叉軸靈敏度。該方案通過(guò)非線(xiàn)性模型和參數(shù)分步線(xiàn)性化的方法，實(shí)現(xiàn)了較高精度的標(biāo)定，但其過(guò)程繁瑣，成本高昂，且僅能在±1g的加速度范圍內(nèi)獲取交叉軸靈敏度值。此外，傳統(tǒng)方法受限于分度頭所能提供的加速度范圍，無(wú)法全面評(píng)估在更高加速度水平(如±10g或±100g)下交叉軸靈敏度的變化趨勢(shì)。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)多位置法測(cè)量加速度計(jì)交叉軸靈敏度時(shí)，需旋轉(zhuǎn)分度頭至24或36個(gè)不同位置，結(jié)合加速度計(jì)的輸出模型計(jì)算交叉軸靈敏度。然而，這種方法存在以下兩大缺陷：首先，在±1g加速度下引入的交叉軸誤差可能與其他測(cè)試誤差相互混淆，而過(guò)多的位置設(shè)定顯著提升了測(cè)試復(fù)雜度和計(jì)算難度；其次，基于分度頭測(cè)定的交叉軸靈敏度僅適用于±1g加速度輸入，未能充分反映在更寬廣的加速度范圍內(nèi)的交叉軸誤差特性，尤其是當(dāng)外界橫向加速度增大時(shí)，交叉軸靈敏度的非線(xiàn)性變化可能對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生重大影響。

4、鑒于上述問(wèn)題，開(kāi)發(fā)一種能高效、準(zhǔn)確地測(cè)量加速度計(jì)在全量程內(nèi)交叉軸靈敏度的新型標(biāo)定方法，成為了亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種獲取加速度計(jì)交叉軸靈敏度的測(cè)試方法，通過(guò)本發(fā)明的測(cè)試方法可以獲得不同橫向加速度輸入下的交叉軸靈敏度，提高加速度計(jì)輸出模型的精確度。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種用于測(cè)試加速度計(jì)交叉軸靈敏度的方法，包括以下步驟：

4、s1、對(duì)主離心機(jī)和從離心機(jī)進(jìn)行上電，使從離心機(jī)回零并定位于零位，將待測(cè)加速度計(jì)固定到從離心機(jī)的臺(tái)面上，對(duì)待測(cè)加速度計(jì)進(jìn)行上電，在主離心機(jī)靜止的情況下，使從離心機(jī)角度定位在零位，等待待測(cè)加速度計(jì)熱穩(wěn)定輸出值穩(wěn)定，記錄此時(shí)待測(cè)加速度計(jì)的輸出u0；

5、s2、設(shè)定主離心機(jī)的輸出加速度為預(yù)設(shè)值a，也即外界輸入的加速度，啟動(dòng)主離心機(jī)，使從離心機(jī)角度保持在零度角，記錄此時(shí)待測(cè)加速度計(jì)的輸出u1；

6、s3、在主離心機(jī)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，設(shè)置從離心機(jī)為位置模式并旋轉(zhuǎn)至90°角，記錄此時(shí)加速度計(jì)的輸出u2；

7、s4、繼續(xù)保持主離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)置從離心機(jī)為位置模式并旋轉(zhuǎn)至180°角，記錄此時(shí)加速度計(jì)的輸出u3；

8、s5、仍然保持主離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)置從離心機(jī)為位置模式并旋轉(zhuǎn)至270°角，記錄此時(shí)加速度計(jì)的輸出u4；

9、s6、根據(jù)加速度計(jì)交叉軸靈敏度計(jì)算公式ko＝k1×(u2-u4)/(u1-u3)，計(jì)算得到加速度計(jì)輸出軸的交叉軸靈敏度ko；

10、s7、重新安裝待測(cè)加速度計(jì)，使待測(cè)加速度計(jì)擺軸和輸入軸在從離心機(jī)安裝平面上，重復(fù)步驟s1-s6，相應(yīng)地計(jì)算得到加速度計(jì)擺軸的交叉軸靈敏度kp。

11、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟s1中，所述待測(cè)加速度計(jì)固定到從離心機(jī)的臺(tái)面上時(shí)，所述待測(cè)加速度計(jì)的敏感軸位于主離心機(jī)與從離心機(jī)旋轉(zhuǎn)中心的連線(xiàn)上，且待測(cè)加速度計(jì)的敏感質(zhì)心位于從離心機(jī)的中心。

12、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟s1中，所述待測(cè)加速度計(jì)的輸出u0計(jì)算公式如下：

13、u0＝k0+kp×ap

14、其中，k0為加速度計(jì)的零偏，kp為加速度計(jì)擺軸方向的交叉軸靈敏度，ap為擺軸加速度。

15、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟s2中，測(cè)加速度計(jì)的輸出u1計(jì)算公式如下：

16、u1＝k0+k1×a+k2×a2+kp×ap

17、其中，k0為加速度計(jì)的零偏，a為外界輸入的加速度，k1為加速度計(jì)的標(biāo)度因數(shù)，k2為加速度計(jì)的二階系數(shù)，kp為加速度計(jì)擺軸方向的交叉軸靈敏度，ap為擺軸加速度。

18、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟s3中，所述加速度計(jì)的輸出u2計(jì)算公式如下：

19、u2＝k0+ko×a+kp×ap

20、其中，k0為加速度計(jì)的零偏，a為外界輸入的加速度，ko加速度計(jì)在輸出軸方向的交叉軸靈敏度，kp為加速度計(jì)擺軸方向的交叉軸靈敏度，ap為擺軸加速度。

21、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟s4中，所述加速度計(jì)的輸出u3計(jì)算公式如下：

22、u3＝k0-k1×a+k2×a2+kp×ap

23、其中，k0為加速度計(jì)的零偏，a為外界輸入的加速度，k1為加速度計(jì)的標(biāo)度因數(shù)，k2為加速度計(jì)的二階系數(shù)，kp為加速度計(jì)擺軸方向的交叉軸靈敏度，ap為擺軸加速度。

24、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟s5中，所述加速度計(jì)的輸出u4計(jì)算公式如下：

25、u4＝k0-ko×a+kp×ap

26、其中，k0為加速度計(jì)的零偏，a為外界輸入的加速度，ko加速度計(jì)在輸出軸方向的交叉軸靈敏度，kp為加速度計(jì)擺軸方向的交叉軸靈敏度，ap為擺軸加速度。

27、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述主離心機(jī)的工作臺(tái)面與地面平行，主離心機(jī)的回轉(zhuǎn)軸垂直于地面，從離心機(jī)安裝在主離心機(jī)的轉(zhuǎn)盤(pán)或轉(zhuǎn)臂上，并且從離心機(jī)臺(tái)面與地面平行，回轉(zhuǎn)軸與主離心機(jī)回轉(zhuǎn)軸平行，從離心機(jī)為二個(gè)或者以上，對(duì)稱(chēng)安裝在穩(wěn)速臺(tái)圓形臺(tái)面上。

28、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

29、本發(fā)明提出了一種新的加速度計(jì)交叉軸靈敏度測(cè)試方法，該方法克服了傳統(tǒng)測(cè)試手段的局限性，顯著提高了測(cè)試效率與準(zhǔn)確性。具體而言，本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)勢(shì)：

30、1.測(cè)試靈活性增強(qiáng)：通過(guò)利用雙離心機(jī)線(xiàn)加速度轉(zhuǎn)臺(tái)的不同旋轉(zhuǎn)位置，本發(fā)明能夠獲取一系列不同加速度水平下的交叉軸靈敏度，而不僅僅是局限于傳統(tǒng)的±1g條件。這極大地拓寬了測(cè)試范圍，使加速度計(jì)在各種工作條件下的性能評(píng)估成為可能。

31、2.簡(jiǎn)化測(cè)試流程：本發(fā)明的方法相比傳統(tǒng)手段，簡(jiǎn)化了測(cè)試步驟，減少了操作復(fù)雜性和所需的時(shí)間。這不僅節(jié)省了資源，還降低了測(cè)試成本，提升了整體測(cè)試效率。

32、3.提高測(cè)試精度：基于加速度計(jì)輸出模型的理論推導(dǎo)，本發(fā)明構(gòu)建了一套計(jì)算交叉軸靈敏度的精確模型。這種方法能夠更準(zhǔn)確地測(cè)量加速度計(jì)輸出軸與擺軸之間的交叉軸靈敏度，確保了測(cè)試結(jié)果的可靠性。

33、4.促進(jìn)工程應(yīng)用：本發(fā)明為加速度計(jì)性能指標(biāo)的工程化測(cè)試提供了新的解決方案，有助于推動(dòng)加速度計(jì)在航空航天、汽車(chē)工業(yè)、消費(fèi)電子等領(lǐng)域的應(yīng)用，加速產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，提升最終產(chǎn)品的性能表現(xiàn)。