Бесплатформенная инерциальная навигационная система обладает преимуществами полной автономии, отсутствия помех, вывода в режиме реального времени данных о положении носителя, его местоположении, скорости и другой навигационной информации, которая высоко ценится различными странами в военной и гражданской областях, особенно в военной сфере, и широко используется в различных ракетных и спутниковых системах. запускает. Таким образом, его точность является одним из важных показателей для измерения инерциальной навигационной системы. Существует множество факторов, влияющих на точность бесплатформенной инерциальной навигационной системы, таких как точность измерений инерциального устройства, алгоритм определения ориентации и скорость обработки сигналов. При условии одинакового выбора алгоритма и скорости аппаратной реализации компенсация погрешностей гироскопа и акселерометра инерциальных устройств особенно важна. Среди многих факторов, влияющих на точность выходных данных инерционных устройств, температура является наиболее значимым и распространенным фактором.По сравнению с другими акселерометрами кварцевый акселерометр ER-QA-03D выдерживает рабочую температуру окружающей среды от -55 до 180 °C, повторяемость смещения составляет <50 мкг, а номинальная повторяемость - <80 частей на миллион.
Принцип работы кварцевого гибкого акселерометра
Кварцевый гибкий акселерометр представляет собой разновидность акселерометра с балансировкой усилия, который состоит из двух частей: измерительной головки и сервопривода. Гибкая маятниковая пластина и катушка крутящего момента образуют чувствительный к ускорению блок массы. При подаче сигнала ускорения гибкая маятниковая пластина отклоняется от положения равновесия, в это время подвижная пластина, соединенная с гибкой маятниковой пластиной, также отклоняется от исходного положения, это отклонение регистрируется дифференциальным емкостным датчиком и преобразуется в выходной сигнал тока, а затем подается обратно на крутящую часть постоянного магнитного поля, создавая, таким образом, уравновешивающую силу.Заставляя гибкий маятник отклоняться в исходное положение равновесия, величина тока пропорциональна величине ускорения, и величина ускорения может быть определена путем определения величины тока. Повторяемость смещения ER-QA-01A, полученного по этому принципу, составляет менее 10 мкг, повторяемость стандартного коэффициента составляет менее 10 частей на миллион, а нелинейная повторяемость второго порядка составляет 10 мкг/g2, что делает его лучшим выбором для высокоточных инерциальных навигационных систем.
Анализ температурного дрейфа кварцевого гибкого акселерометра
Температура влияет на инерционные устройства, включая гироскопы и акселерометры, в практических приложениях, главным образом, в двух аспектах: во-первых, это чувствительность самого инерционного устройства к температуре, а во-вторых, это влияние температурного поля вокруг устройства, то есть градиента температуры и теплового градиента вокруг корпуса это приведет к ошибкам. Тепловое расширение и холодное сжатие материала приводят к деформации деталей конструкции прибора и изменению физических параметров различных материалов внутри, что напрямую влияет на стабильность выходных данных.
Для уменьшения и компенсации влияния температуры на точность кварцевого акселерометра и его системы часто используются следующие методы:
1.Разработка инерциальных устройств, нечувствительных к температуре. Начиная с термического проектирования инерционного устройства, компоновка устройства, материал и конструктивная форма деталей соответствуют требованиям нечувствительности к температуре.
2.В конструкцию добавлены материалы и компоненты с отрицательным температурным коэффициентом, чтобы компенсировать изменения физических параметров других связанных материалов, вызванные изменениями температуры, и компенсировать влияние температуры на точность инерционного устройства.
3.Максимально повысьте температуру в испытательной и рабочей среде или используйте определенные аппаратные средства для контроля температуры, чтобы прибор работал при относительно постоянной температуре.
4.Определите статическую и динамическую температурные модели инерциального устройства и системы в целом и примените соответствующие методы настройки для температурной компенсации.
В бесплатформенной инерциальной навигационной системе акселерометр является ключевым устройством системы, которое может быть изменено при высоких и низких температурах. В процессе использования из-за присущей акселерометру температуры и других характеристик его выходные данные имеют большой дрейф, который, если не компенсировать, приведет к большой погрешности в процессе измерения, а затем повлияет на точность навигации.