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重力仪加速度计振动整流误差改进方法
1
作者 齐国华 崔粲 +3 位作者 吴萌萌 聂鲁燕 孟兆海 张志涛 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第3期279-283,308,共6页
石英挠性加速度计作为航空/海洋重力仪的重力敏感元件,在使用过程中经常会遭遇颠簸、风浪等振动条件,产生振动整流误差,影响重力仪测量精度。针对这一问题,对加速度计的振动整流误差机理进行了理论分析,并对影响加速度计输出非线性的因... 石英挠性加速度计作为航空/海洋重力仪的重力敏感元件,在使用过程中经常会遭遇颠簸、风浪等振动条件,产生振动整流误差,影响重力仪测量精度。针对这一问题,对加速度计的振动整流误差机理进行了理论分析,并对影响加速度计输出非线性的因素进行了仿真分析,经过实验验证,通过优化磁钢性能、提高磁路结构对称性等措施,加速度计振动整流误差可以降低到改进前的1/10~1/20,重力仪系统振动整流误差由原来的1 mGal降低到0.7 mGal,显著改善了重力仪的抗振性能。 展开更多
关键词 重力仪 加速度计 振动整流误差 磁场
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微半球谐振陀螺电极间隙高精度检测与调整方法
2
作者 王大志 胡鑫 +3 位作者 李义康 刘犇 王曦 梁世文 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第1期82-88,共7页
微半球谐振陀螺的电极间隙一致性直接影响陀螺的输出性能,为满足陀螺的高精度间隙调整,利用静电电容检测的方法对电极间隙进行表征,并通过精密位移调节陀螺电极间隙。构建了陀螺装配误差模型,仿真分析装配误差对周向静电电容的影响,设... 微半球谐振陀螺的电极间隙一致性直接影响陀螺的输出性能,为满足陀螺的高精度间隙调整,利用静电电容检测的方法对电极间隙进行表征,并通过精密位移调节陀螺电极间隙。构建了陀螺装配误差模型,仿真分析装配误差对周向静电电容的影响,设计开发了高精度多通道电容同步检测电路,测量精度误差<1.8%,重复测试偏差<6%,实现了静电电容的高精度测量。搭建了高精度陀螺装配实验平台,基于采集的周向电容,微调电极间隙,降低周向电容的离散程度。最终完成陀螺高精度装配与固定。实验结果表明,陀螺周向间隙误差≤5.6%,周向静电电容标准差为14.47fF,离散系数为5.5%,装配精度显著提高。 展开更多
关键词 微半球谐振陀螺 静电电容 间隙调整 多通道电容同步检测
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光纤陀螺仪计量标准体系框架构建
3
作者 朱纬 张鹏 董雪明 《质量与标准化》 2025年第9期54-57,共4页
本文构建了光纤陀螺仪计量标准体系框架。该框架主要包括通用计量技术规范、计量用设备类技术规范、参数校准类计量技术规范3个子体系,涵盖多种应用场景。同时,本文分析了目前我国的光纤陀螺仪计量标准体系建设情况和标准化建设过程中... 本文构建了光纤陀螺仪计量标准体系框架。该框架主要包括通用计量技术规范、计量用设备类技术规范、参数校准类计量技术规范3个子体系,涵盖多种应用场景。同时,本文分析了目前我国的光纤陀螺仪计量标准体系建设情况和标准化建设过程中可能遇到的挑战,提出光纤陀螺仪计量标准体系发展规划,以推动我国光纤陀螺仪行业的高质量发展。 展开更多
关键词 光纤陀螺仪 标准体系框架 计量
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光纤陀螺温度影响的补偿方法分析
4
作者 张鹏 朱纬 董雪明 《中国计量》 2025年第3期97-102,共6页
外部环境温度的变化会给光纤陀螺的精度带来较大影响,限制了光纤陀螺的应用。为有效克服环境温度改变引起的光纤陀螺温度漂移误差,文章提出了一种包含温度、温度变化率及光纤陀螺输入角速率的多变量非线性模型补偿方法。首先分析了光纤... 外部环境温度的变化会给光纤陀螺的精度带来较大影响,限制了光纤陀螺的应用。为有效克服环境温度改变引起的光纤陀螺温度漂移误差,文章提出了一种包含温度、温度变化率及光纤陀螺输入角速率的多变量非线性模型补偿方法。首先分析了光纤陀螺的温度效应机理,据此得出外部环境温度及环境温度变化率均会对光纤陀螺的输出值产生干扰,引起温度漂移误差;其次构建了转台转动条件下的光纤陀螺输出模型,通过实验确定模型中参数;最后完成光纤陀螺输出模型的有效性验证,相对误差达10-5量级,模型可以较好实现光纤陀螺全温范围内的温度误差补偿,有效改善温度和温度变化率对光纤陀螺输出精度的影响,提高了光纤陀螺的温度性能,拓展了应用范围。 展开更多
关键词 计量学 光纤陀螺 温度漂移 零偏 标度因数 补偿方法
原文传递
基于VMD-CNN-LSTM的光纤陀螺故障诊断方法
5
作者 刘颖 贾志航 +2 位作者 张娟 倪波波 徐金涛 《西安邮电大学学报》 2025年第5期119-130,共12页
针对光纤陀螺故障特征提取困难、诊断精度不高的问题,提出一种融合变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)、卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)与长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)网络的混合诊断算法... 针对光纤陀螺故障特征提取困难、诊断精度不高的问题,提出一种融合变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)、卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)与长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)网络的混合诊断算法。首先构建光纤陀螺漂移模型,根据漂移误差不确定性原理生成包含5类故障的模拟信号;其次利用VMD信号进行自适应频域分解,提取各本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)分量的样本熵构成多维特征向量;最后将提取出来的特征向量输入到CNN-LSTM网络模型,通过CNN层捕获局部时频特征,LSTM门控机制挖掘时间序列的依赖关系,采取Softmax函数进行分类故障识别。实验结果表明,该方法在相同数据集下的平均诊断准确率为94.57%,较EEMD-CNN和EMD-CNN方法分别提升14%与17.72%,可有效用于光纤陀螺故障诊断。 展开更多
关键词 光纤陀螺 故障诊断 变分模态分解 卷积神经网络 长短期记忆网络
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半球陀螺装配误差对电容的影响分析
6
作者 段杰 杨浩 +3 位作者 苏定宁 赵思晗 于鑫海 赵万良 《压电与声光》 北大核心 2025年第4期632-636,共5页
半球谐振陀螺是一种高精度的陀螺仪,谐振子和电极基座是其关键结构件。半球谐振陀螺的装配电容均匀性是影响陀螺性能的关键指标之一。在已有的半球谐振陀螺装配误差影响机理研究中,尚未建立装配误差与电容信号的定量关系模型,故建立了... 半球谐振陀螺是一种高精度的陀螺仪,谐振子和电极基座是其关键结构件。半球谐振陀螺的装配电容均匀性是影响陀螺性能的关键指标之一。在已有的半球谐振陀螺装配误差影响机理研究中,尚未建立装配误差与电容信号的定量关系模型,故建立了非理想位姿下的半球谐振陀螺装配误差与电容之间的数学模型,并利用COMSOL有限元分析软件建立了装配位姿误差与电容之间的仿真模型。通过仿真分析了装配位姿误差对电容的影响规律。研究成果对谐振子与电极基座的装配工艺改进、装配精度提升具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 半球谐振陀螺 装配误差 电容模型 有限元仿真模型 位姿调整
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基于ARMA模型的原子干涉陀螺噪声滤波方法
7
作者 牛克骁 刘元正 +1 位作者 王宇晨 黄晨煜 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第9期72-82,共11页
原子干涉陀螺仪作为下一代超高精度惯性传感器方案之一,在国防和基础科研领域具有重要应用价值和发展前景,但其复杂的噪声特性严重制约了其实际性能。针对这一关键性问题,提出了一种基于时间序列分析的ARMA模型与卡尔曼滤波相结合的噪... 原子干涉陀螺仪作为下一代超高精度惯性传感器方案之一,在国防和基础科研领域具有重要应用价值和发展前景,但其复杂的噪声特性严重制约了其实际性能。针对这一关键性问题,提出了一种基于时间序列分析的ARMA模型与卡尔曼滤波相结合的噪声抑制方法,旨在绕过复杂的噪声源物理建模环节,直接对陀螺输出信号进行整体建模与滤波处理。首先,通过一阶差分预处理的方式使陀螺输出数据满足ARMA模型的平稳性要求,采用AIC以及BIC准则经计算与对比后确定最优ARMA(2,1)模型参数。在此基础上,重点设计了量测噪声自适应卡尔曼滤波算法,通过实时估计量测噪声方差来动态调整噪声协方差矩阵,有效解决了传统定参滤波器的参数固化问题。对长达13 h的原子干涉陀螺输出数据进行处理与分析,实验结果表明,所提出的自适应卡尔曼滤波显著提升了陀螺性能:零偏稳定性从0.0766°/h提升至0.0550°/h(提升幅度可达28.2%),短期灵敏度优化26.7%,长期稳定性改善20.1%,这些改进效果显著优于定参滤波(仅提升8%)。此外,与非模型滤波方法(如低通滤波和小波去噪)相比,自适应卡尔曼滤波在模型匹配条件下展现出更优的噪声抑制效果。该研究提出的这一方法为解决原子干涉陀螺复杂噪声建模困难、提升其实际应用性能提供了一个切实可行的有效途径和技术方案。 展开更多
关键词 原子干涉陀螺 量子传感 ARMA 卡尔曼滤波
原文传递
片上原子干涉关键技术研究进展
8
作者 张景瑞 宋禄 +1 位作者 宋泽源 李斌 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第12期5-9,共5页
空间基准为描述地球上的位置和空间关系提供了一个统一的参考框架,是人类认识世界的重要工具,高精度空间基准的建立离不开精密测量技术的支撑。近年来,量子精密测量技术发展迅速,其中原子干涉传感器发展迅速,但是过于庞大的体积和重量... 空间基准为描述地球上的位置和空间关系提供了一个统一的参考框架,是人类认识世界的重要工具,高精度空间基准的建立离不开精密测量技术的支撑。近年来,量子精密测量技术发展迅速,其中原子干涉传感器发展迅速,但是过于庞大的体积和重量制约着原子干涉传感器应用于空间基准建立,本文梳理了片上原子干涉关键微制造技术及其研究进展,总结片上原子干涉关键微制造技术的发展瓶颈,为片上原子干涉传感器的发展指明了方向。 展开更多
关键词 空间基准 原子干涉 微制造技术 量子精密测量
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基于速度信号的扰动观测器及在光电稳定平台的应用 被引量：41
9
作者 李嘉全 丁策 +2 位作者 孔德杰 尹传历 戴明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期998-1004,共7页
在闭环控制系统中引入了扰动估计和补偿来改善光电稳定平台低速性能,并提高其扰动抑制能力。提出了基于速度信号的扰动观测器,并对其各项性能进行了研究。介绍了常规的基于加速度的扰动观测器的工作原理,指出了它在光电稳定平台应用中... 在闭环控制系统中引入了扰动估计和补偿来改善光电稳定平台低速性能,并提高其扰动抑制能力。提出了基于速度信号的扰动观测器,并对其各项性能进行了研究。介绍了常规的基于加速度的扰动观测器的工作原理,指出了它在光电稳定平台应用中存在的问题;通过引入平台的标称模型,构建了基于平台速度信号的扰动观测器,给出了相应的闭环控制系统结构,分析了它的输入输出特性、扰动抑制能力和鲁棒性;最后,对本文方法进行了仿真和物理实验。实验结果表明:当平台按0.5Hz,0.6(°)/s做正弦运动时,引入本文提出的带扰动观测器的PI控制基本克服了常规PI控制存在的低速爬坡现象;对于1Hz,6.3(°)/s的载体正弦速度扰动,平台的扰动隔离度提高了约14dB,稳定精度从0.03°(RMS)提高到了0.004 4°(RMS)。实验结果证明了本文方法的有效性。 展开更多
关键词 光电稳定平台 速度信号 扰动观测器 低速性能 扰动抑制 稳定精度
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基于普通编码器的高精度测速方法 被引量：48
10
作者 宋刚 秦月霞 +1 位作者 张凯 胡德金 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第8期1169-1172,共4页
根据普通增量式光电编码器的测速原理 ,分析了引起量化误差和编码器脉宽误差的各种因素 ,在此基础上提出了新的信号处理算法——恒基准脉冲数法 ,以减小量化误差 .同时将标定出的编码器脉宽系数作为脉宽误差补偿的参数 ,消除了利用恒基... 根据普通增量式光电编码器的测速原理 ,分析了引起量化误差和编码器脉宽误差的各种因素 ,在此基础上提出了新的信号处理算法——恒基准脉冲数法 ,以减小量化误差 .同时将标定出的编码器脉宽系数作为脉宽误差补偿的参数 ,消除了利用恒基准脉冲数法测量转速时脉宽误差造成的影响 。 展开更多
关键词 测速方法 增量式光电编码器 量化误差 脉宽误差 恒基准脉冲数法 测速原理 速度检测
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弹载加速度记录仪在冲击环境下的失效研究 被引量：18
11
作者 鲍爱达 陈员娥 +2 位作者 李长龙 刘俊 方旭 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第13期182-186,193,共6页
在弹体侵彻过程中,首先分析高g值冲击对弹载加速度记录仪的影响,得出应力波作用下加载到弹体内记录仪的加速度值,并研究了加速度记录仪壳体、缓冲材料及电路板的动态结构响应,进而提出可能出现的失效模式:壳体结构的失效、缓冲材料缓冲... 在弹体侵彻过程中,首先分析高g值冲击对弹载加速度记录仪的影响,得出应力波作用下加载到弹体内记录仪的加速度值,并研究了加速度记录仪壳体、缓冲材料及电路板的动态结构响应,进而提出可能出现的失效模式:壳体结构的失效、缓冲材料缓冲性能的不足、芯片与PCB板相对运动导致芯片的裂纹。针对各失效模式,利用ANSYS/LS-DYNA对记录仪各防护单元进行了数值模拟仿真,得出各防护单元失效的临界冲击加速度值:电路板失效的临界冲击加速度为1.93×104g,当加载冲击加速度为1.63×105g时,壳体发生屈曲;增大冲击加速度至5.63×106g时,缓冲材料失效。经过实弹侵彻试验,得出记录仪在1.5×105g的冲击加速度下失效。该实验结果对后续弹体实际侵彻弹载记录仪的设计及优化提供数据支撑。 展开更多
关键词 弹载加速度记录仪 冲击 应力波 失效
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高灵敏度VISAR研究与设计 被引量：11
12
作者 彭其先 马如超 +5 位作者 李泽仁 刘俊 刘元坤 邓向阳 陈光华 王容 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期343-346,共4页
针对VISAR测速系统中的速度灵敏度问题 ,提出了折返式标准具设计 ,有效地提高了现有仪器的速度灵敏度 ,并就此设计进行了动态实验 ,实际测试了炸药驱动钢飞片自由面速度历史 ,取得了较好的测试结果。
关键词 VISAR 激光测速 干涉仪 条纹常数 标准具 延迟器件
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多维角加速度传感器静态标定方法研究 被引量：12
13
作者 钱敏 吴仲城 +1 位作者 戈瑜 孟明 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期286-288,315,共4页
在线加速度传感器静动态标定方法的基础上,根据质量—转动惯量等效原理,提出多维角加速度传感器的静态标定方 法。针对一种一体化三维角加速度传感器结构,分析了利用等效力计算等效力矩的过程,进而详细推导出标定的等效数学模 型,并在... 在线加速度传感器静动态标定方法的基础上,根据质量—转动惯量等效原理,提出多维角加速度传感器的静态标定方 法。针对一种一体化三维角加速度传感器结构,分析了利用等效力计算等效力矩的过程,进而详细推导出标定的等效数学模 型,并在假定结构尺寸的基础之上,计算出具体的等效惯性力矩和等效惯性力,实现了对多维角加速度传感器的静态标定。 展开更多
关键词 角加速度 静态标定 传感器 线加速度 惯性力矩 转动惯量 方法研究 多维 在线 三维
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旋芯喷嘴高效雾化特性测量研究 被引量：19
14
作者 周华 范明豪 杨华勇 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期110-114,共5页
分析了旋芯喷嘴的雾化机理,运用三维相位多普勒粒子测速仪(3D-PDPA)设备测量了旋芯喷嘴喷出的细水雾雾滴速度及索太尔平均液滴直径(SMD)。试验结果表明,压力低于2 MPa时,喷雾状况符合表面波破碎理论规律。压力高于2 MPa时,喷雾在短距离... 分析了旋芯喷嘴的雾化机理,运用三维相位多普勒粒子测速仪(3D-PDPA)设备测量了旋芯喷嘴喷出的细水雾雾滴速度及索太尔平均液滴直径(SMD)。试验结果表明,压力低于2 MPa时,喷雾状况符合表面波破碎理论规律。压力高于2 MPa时,喷雾在短距离内由旋芯强制呈空心锥形,最终变为引射方式下的实心锥形。随着喷雾压力升高,空心锥形形状保持的距离缩短。在空心喷雾阶段,随着喷射距离的增大,细水雾的轴向速度和径向速度在喷雾锥边缘处降幂下降。喷雾锥内部雾滴均系从边缘散溅所得,因此在各截面中心处,轴向速度服从普通射流规律,不存在稳定的径向扩散速度。雾滴SMD在各截面均远小于100μm。 展开更多
关键词 旋芯喷嘴 雾滴直径 雾滴速度 PDPA 雾化机理 三维相位多普勒粒子测速仪
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光束穿越搅拌槽圆形壁面时对LDA中控制体和测点的影响 被引量：11
15
作者 毛德明 冯连芳 +4 位作者 许国军 李允明 张永会 李玉麟 王凯 《实验力学》 CSCD 北大核心 1996年第1期12-17,共6页
本文利用光线跟踪法，分析和计算了利用激光多普勒测速仪（ＬＤＡ）测速时，光束穿越圆形壁面对控制体和测点位置带来的影响，并定性给出了ＬＤＡ对诸如圆形搅拌槽之类流场测试的一些有关参数，为测点定位和数据分析提供了依据。
关键词 LDA 控制体 测点 折射 测速 搅拌器
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一种电容式微机械加速度计的设计 被引量：10
16
作者 郑旭东 曹学成 +3 位作者 郑阳明 罗斯建 王跃林 金仲和 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期226-229,共4页
介绍了一种新型基于滑膜阻尼的电容式微机械加速度计。该加速度计根据差分电容极板间正对面积的改变来检测加速度大小,保证了输出电压与加速度之间的线性度。对加速度计进行了结构设计和分析。给出了加速度计的制作工艺流程,研究了解决... 介绍了一种新型基于滑膜阻尼的电容式微机械加速度计。该加速度计根据差分电容极板间正对面积的改变来检测加速度大小,保证了输出电压与加速度之间的线性度。对加速度计进行了结构设计和分析。给出了加速度计的制作工艺流程,研究了解决深反应离子刻蚀过程中的过刻蚀现象的方法。初步测试结果表明,该加速度计的灵敏度比较理想,谐振频率与理论计算相吻合。 展开更多
关键词 电容式加速度计 微机电系统 深反应离子刻蚀 滑膜阻尼
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用磁电式速度计实现超低频振动传感器的研究 被引量：10
17
作者 范云霄 刘桦 +1 位作者 王农 周广信 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2001年第3期41-43,共3页
提出了利用磁电式速度计实现超低频振动传感器的实用方法 ,通过串联式校正电路 ,在保持最佳阻尼的同时 ,使可测最低频率降至 0 .5Hz以下。对该超低频振动传感器的校正电路、工作原理。
关键词 超低频 校正电路 传递函数 磁电式速度计 振动传感器 振动频率
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二维点列式激光多普勒法测量物体速度 被引量：7
18
作者 李秀明 黄战华 +2 位作者 李翔宇 张昊 龙宁波 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2627-2632,共6页
提出了一种二维点列式激光多普勒测量方法,用于捕捉轨迹有一定波动范围的空间运动物体的速度信息。该方法使衍射光栅产生的多束相干光在空间某探测位置相交,从而形成一个结构可调的二维探测体阵列。当物体轨迹的波动量在二维阵列范围内... 提出了一种二维点列式激光多普勒测量方法,用于捕捉轨迹有一定波动范围的空间运动物体的速度信息。该方法使衍射光栅产生的多束相干光在空间某探测位置相交,从而形成一个结构可调的二维探测体阵列。当物体轨迹的波动量在二维阵列范围内时,系统即可以获得其速度信息。与扩展光束型的多普勒测速系统相比,该方法具有空间分辨率高及能量集中等优点,因此可以用于远距离探测。另外,对固体表面散射光的多普勒信号进行了分析及模拟。结果表明:测量结果与模拟结果相一致,且经频谱校正后的平均误差可以达到1.63%。该系统结构易于集成,调节方便,适用于轨迹有一定波动量的空间物体的速度测量。 展开更多
关键词 激光多普勒测速仪 速度测量 二维点列 轨迹波动
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硅微陀螺仪零偏稳定性的优化 被引量：7
19
作者 赵阳 裘安萍 +2 位作者 施芹 夏国明 赵健 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2381-2388,共8页
为了进一步提高硅微陀螺仪的零偏稳定性,使其满足更高精度应用场合的需求,研究了硅微陀螺仪零偏稳定性优化技术。以典型Z轴硅微陀螺仪为例,对影响其零偏稳定性的主要因素:机械耦合误差、电路耦合误差、机械热噪声、接口电路噪声进行了... 为了进一步提高硅微陀螺仪的零偏稳定性,使其满足更高精度应用场合的需求,研究了硅微陀螺仪零偏稳定性优化技术。以典型Z轴硅微陀螺仪为例,对影响其零偏稳定性的主要因素:机械耦合误差、电路耦合误差、机械热噪声、接口电路噪声进行了完整分析,并从抑制零偏温度漂移及输出噪声两个角度提出了改善硅微陀螺仪零偏稳定性的设计原则。基于上述原则,优化设计了硅微陀螺仪的机械结构及接口电路。最后对所设计的硅微陀螺仪进行了零偏稳定性测试,以验证所提出优化设计原则的有效性。实验结果表明,4个测试组的硅微陀螺仪零偏输出均无明显漂移,且零偏稳定性在6(°)/h左右,达到了中等战术级水平。 展开更多
关键词 硅微陀螺仪 零偏稳定性 机械耦合误差 前置接口放大器
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基于滑动窗口模式匹配的动态距离估计方法 被引量：7
20
作者 罗清华 焉晓贞 +1 位作者 彭宇 彭喜元 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期499-506,共8页
距离估计的精度直接影响着WSN定位的准确度,然而到达信号强度指示(RSSI)的不确定性和目标节点的移动性给动态距离估计带来了现实挑战。鉴于此,提出基于滑动窗口模式匹配的WSN动态距离估计方法。首先测量并得到RSSI的分布特性,并在实际... 距离估计的精度直接影响着WSN定位的准确度,然而到达信号强度指示(RSSI)的不确定性和目标节点的移动性给动态距离估计带来了现实挑战。鉴于此,提出基于滑动窗口模式匹配的WSN动态距离估计方法。首先测量并得到RSSI的分布特性,并在实际动态距离估计时,充分利用RSSI采样点分布特性间的相关特性,采用基于滑动窗口模式匹配的方法实现高精度的动态距离估计。实验及评估结果表明,该方法可以克服RSSI数据的不确定性,获得较高的动态距离估计精度。 展开更多
关键词 数据流 动态通信距离估计 RSSI 滑动窗口 模式匹配
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