微機(jī)電(MEMS)陀螺儀校準(zhǔn)規(guī)范

微機(jī)電(MEMS)陀螺儀校準(zhǔn)規(guī)范3.6角度隨機(jī)游走系數(shù)anglerandomMEMS陀螺儀頻率特性校準(zhǔn)中。規(guī)定在測(cè)得的幅頻特性中幅值降低3dB所對(duì)應(yīng)的MEMS陀螺儀一般由驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)、敏感質(zhì)量、檢測(cè)結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)換線路等構(gòu)成；工作原理為驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)在激勵(lì)力作用下產(chǎn)生高頻振動(dòng)，當(dāng)有外界角速率輸入時(shí)。產(chǎn)生哥氏加速相關(guān)，其物理模型可簡(jiǎn)化為式(1)和式(2):0——輸入角速率。rad/s.將式(1)、式(2)進(jìn)行拉普控斯變換得到MEMS陀螺的傳遞函數(shù)為式(3); MEMS陀螺儀的主要計(jì)量特性如表1所示。 1245678981)校準(zhǔn)溫度：(20士5)℃,校準(zhǔn)過(guò)程中溫度波動(dòng)量不超過(guò)2℃。2》相對(duì)濕度：≤85%。3)周圍無(wú)強(qiáng)電磁場(chǎng)，無(wú)腐蝕性氣體或液體，無(wú)強(qiáng)震源。校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)裝置及配套設(shè)備如表2所示。1速率精皮及平穩(wěn)度：0.05%(速率>10*/s)標(biāo)度因數(shù)重復(fù)性電壓表(額率計(jì))表2(續(xù)】2角位置精度：±3”角位置測(cè)量重復(fù)性：±8”(頻率計(jì))3(頻率計(jì))7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)項(xiàng)目見(jiàn)表3。1234567895按式(18)、式(19)計(jì)算零偏穩(wěn)定性：按7.2.8.1的方法，重復(fù)校準(zhǔn)陀螺儀零偏Q次，在規(guī)定間隔時(shí)間內(nèi)陀螺僅處于斷按式(20)計(jì)算零偏重復(fù)性：c)翻轉(zhuǎn)位置轉(zhuǎn)臺(tái)，使陀螺X、Y、Z軸正反向分別指天，啟動(dòng)采樣程序后進(jìn)行零將X、Y、Z軸正反向分別指天時(shí)的輸出均值之差作為對(duì)應(yīng)軸正負(fù)1g的輸出之差，將該差值除以2g作為該軸的零偏加速度敏感度，將X、Y、Z軸加速度敏感度的a)設(shè)有n個(gè)陀螺輸出樣本，按7.2.5中的方法計(jì)算出對(duì)應(yīng)的角速率，得到角速率初始樣本如式(21):b)將n個(gè)數(shù)據(jù)中A個(gè)數(shù)據(jù)作為一個(gè)數(shù)組，其時(shí)間長(zhǎng)度為r=krs,分別取r=rs,21%,…·kfg(k<n/2),按式(22)求出每個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度r的數(shù)據(jù)平均值，共有n-k+相鄰兩個(gè)數(shù)值平均的差值按式(23)計(jì)算：d)對(duì)c)求方差如式(24):e)取不同的r值，重復(fù)上述過(guò)程，在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中得到一個(gè)與r對(duì)應(yīng)的曲線，即Allan方差曲線。采用Allan方差模型進(jìn)行最小二乘擬合如式(25);角度隨機(jī)游走系數(shù)按式(26)計(jì)算：a)陀螺儀處于室溫條件下，溫度試驗(yàn)箱處于非工作狀態(tài)，接通陀螺儀電源，預(yù)熱時(shí)間不超過(guò)30min,在陀螺儀工作溫度穩(wěn)定后，設(shè)定采樣間隔時(shí)間及校準(zhǔn)時(shí)間，按b)將溫控速率轉(zhuǎn)臺(tái)按照設(shè)備允許的最大溫升速率升到陀螺儀正常c)將溫控速率轉(zhuǎn)臺(tái)按照設(shè)備允許的最大降溫速率降到陀螺儀正常工作允許的下限零偏溫度靈敏度按式(27)計(jì)算：B,—陀螺儀零偏溫度靈敏度，單位(/h)/℃,(/s)/℃;b)頻率點(diǎn)的選取；以預(yù)估的帶寬(即被校準(zhǔn)陀螺儀估計(jì)的工作帶寬)加10Hz為上限，均勻選取8個(gè)頻率點(diǎn)，在預(yù)估帶寬與其前面頻率點(diǎn)中間，以及預(yù)估帶寬與其后面c)將振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)頻率調(diào)到b》中最低頻率上，振動(dòng)幅值為常值。角速率小于陀螺c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同);d)證書或報(bào)告的唯一標(biāo)識(shí)(如編號(hào))。每頁(yè)及總頁(yè)數(shù)的標(biāo)識(shí)； f)被校對(duì)象的描述和明確標(biāo)識(shí)：g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)說(shuō)明被校對(duì)象的接收日期：h)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識(shí)，包括名稱及代號(hào)；i)校準(zhǔn)裝置的測(cè)源性及有效性標(biāo)識(shí)；j)校準(zhǔn)環(huán)境的措述；k)校準(zhǔn)結(jié)果及其測(cè)量不確定度的說(shuō)明；1)校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識(shí)；m)校準(zhǔn)結(jié)果僅對(duì)被校對(duì)象有效的聲明；n)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn)。不準(zhǔn)部分復(fù)制證書的聲明。9復(fù)校時(shí)間間隔建議復(fù)校時(shí)間間隔為1年。送校單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定。微機(jī)電(MEMS)陀螺儀主要參數(shù)不確定度評(píng)定示例F—航姿儀輸出：F—擬合零位：A.1.2.1標(biāo)度因數(shù)測(cè)量不確定度的來(lái)源1)位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)引入的不確定度分量w?:2)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)引入的不確定度分量α;3)測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度分量uy。A.1.2.2標(biāo)度因數(shù)測(cè)量不確定1)位置速率轉(zhuǎn)臺(tái)引入的不確定度分量α?則速率轉(zhuǎn)臺(tái)測(cè)量不確定度為Um=5×10~則2)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)引入的不確定度分量a:數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用6位半電壓表(或頻率計(jì)),這里以電壓表為例分析；3)測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度分量μa,(K)=√af+a{+a?2=5.29×10-*A.1.4擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2,包含概率95%,則擴(kuò)展不確定度Um=k·μ。(K)=1.1K——標(biāo)度因數(shù)。零偏的測(cè)量不確定度傳播率為式(A.4);w2(B?)=g2(F)w2(F)+c2(K)n2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用6位半電壓表(或頻率計(jì)),這里以電壓表為例分析：2)標(biāo)度因數(shù)測(cè)量引入的不確定度分量αz