线加速度计的精密离心机校准规范.docx

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线加速度计的精密离心机校准规范

1范围

1.1主题内容

本规范规定了利用精密离心机校准线加速度计的主要技术要求的校准方法。

1.2适用范围

本规范适用于线加速度计的精密离心机校准。

2引用文献

GJB1037—1990单轴摆式伺服线加速度计试验方法

GJB1081-1993惯性技术测试设备主要性能试验方法

GB/T2298—1991机械振动与冲击术语

GJB151A—1997军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求

GJB152A—1997军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量

GJB585A—1998惯性技术术语

3术语

3.1精密离心机(以下简称离心机)加速度标准

利用牛顿力学原理，通过角运动产生标准向心加速度，用以校准线加速度计的标准

装置。

3.2线加速度计(以下简称加速度计)

利用惯性测量原理测量恒线加速度的测量器具。

3.3加速度计的离心机校准

在规定条件下，为确定加速度计的静态输出加速度值，与对应的由离心机加速度标

准所复现的向心加速度值之间关系的一组操作。

3.4离心机工作半径

离心机平均回转中心到加速度计检测质量中心的距离。

4概述

一般加速度计的力学模型被近似为典型的质量弹簧阻尼系统型二阶力学模型：

ma”+cx1+kx=f(x)

式中：m,c,k——等效检测质量、阻尼、刚度；

x”,x,x——作用于等效检测质量上的加速度、速度、位移；

f(x)——外作用力。

典型的加速度计可以分为变阻式、变容(感)式、伺服式、谐振式加速度计。

4.1变阻式加速度计的工作原理

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变阻式加速度计主要有：张丝式、应变片式、压阻式和滑线式，是利用电阻的变化敏感加速度的变化，实现加速度测量的。除滑线式加速度计外，其余均是利用惠斯登电

桥进行变换的。

4.2变容(感)式加速度计的工作原理

变容(感)式加速度计利用电容(感)的变化敏感加速度的变化，实现加速度测量，利用交流惠斯登电桥进行变换。当加速度作用于质量上，产生作用力，在弹性支撑

上产生变形，引起电容(感)的变化。

4.3伺服式加速度计的工作原理

伺服式加速度计根据敏感方式不同可分为电容式、电感式、测角式等；根据支撑方式不同可分为液浮式、挠性支撑式等；根据支撑材料的不同可分为金属杆、石英摆、半

导体硅摆等类型。

伺服式加速度计是利用电容(感)的变化敏感加速度的变化，通过伺服电路将电容(感)的变化转化成施加在力矩器上的电流的变化，产生与被测加速度作用在监测质量上引起的惯性力相反的力，从而保证检测质量无位移，通过测量力矩器上的电流，实现

加速度测量。

4.4谐振式加速度计

谐振式加速度计是利用频率的变化反映加速度的变化，进行加速度测量。

5计量特性

5.1加速度计的静态模型方程

模型方程是表达加速度计输出与沿平行或垂直于加速度计输入基准轴作用的加速度

分量间的数学关系式。

5.1.1加速度计的三次静态模型方程

(1)

E;=ho+k?a;+h?a2+h?a

式中：

Am——加速度计输出所指示加速度，用重力加速度g(g=9.80m/s2

点的重力加速度实测值)为单位表示；

或校准地

E?——加速度计输出，单位V,mA或脉冲数/s等；

或校准地点的ar——加速度计输入的加速度，用重力加速度g(g=9.80m/s2

或校准地点的

重力加速度实测值)为单位表示；

K?——偏值，单位g;

K?=k?——标度因数，单位V/g,mA/g或脉冲数/(s·g);

k?=K?K?——零次项系数，单位V,mA或脉冲数/s等；

K?——二阶非线性系数，单位glg2;

k?=K?K?——二阶非线性系数，单位(V,mA或脉冲数/s)/g2;

K?——三阶非线性系数，单位glg3;

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k?=K?K?——三阶非线性系数，输出单位(V,mA或脉冲数/s)1g3。

5.1.2加速度计的二次静态模型方程

(2)

E;=ko+k?a;+k?a2

5.1.3加速度计的一次静态模型方程

(3)

E;=k?+k?a

5.2确定离心机工作半径

根据被校加速度计的需要选择5.2.1或5.2.2。

5.2.1反算法确定离心机工作半径

a)对于相对误差1×10~4的加速度计，将离心机的分度装置置于0°时，使加速度计的输入基准轴(即安装夹具的安装面的法线)处于离心机工作半径方向(±20以内),输出基准轴(或摆基准轴)垂直于分度装置回转轴，摆基准轴(或输出