测角补偿在加速度计自动测试系统中的应用

　　惯性器件是保证导航、制导准确度和飞行控制系统可靠性的重要部件,其性能和品质的优劣直接关系到型号产品及武器系统的精度、性能和可靠性。

　　惯性技术向高精度、高稳定度方向发展,对惯性器件测试设备的要求不断提高。单轴定位精度要求达到0·5″甚至更高,多轴综合定位精度也要求在2″以内。仅在测试设备的设计、机械加工和控制器方面采取措施,很难进一步提高定位精度,用测角补偿的方法对设备定位精度进行修正是一个比较好的选择。

　　1　测角补偿原理

　　加速度计自动测试系统主要由精密自动分度装置、精密程控高低温箱、初始水平位置测量系统和数据采集与处理系统等部分组成,如图1所示。其原理是:精密自动分度装置产生加速度计敏感轴与重力加速度矢量间的夹角,通过精密机械轴系和圆光栅编码器反馈,对其进行精度控制。该控制方式为全数字全闭环的控制系统,内环为PID全数字电流、速度控制环,外环为位置环。以德国HEIDEIHAN圆光栅编码器为位置反馈,通过计算机软件的数字控制实现高精度的位置控制,角度控制精度为±3″,实现精密自动分度装置的角度精确定位,响应快。

　　测角补偿原理是通过将圆光栅编码器位置信号反馈到ND280角度数显表, ND280有误差补偿功能,ND280对旋转编码器预定180个修正点,间距为2°,输入的两相邻修正点之间的误差值用线性插补法计算,计算所需的修正量,并将其输入到误差补偿表中。根据《惯性技术测试设备主要性能试验方法》中角位置测量精度的方法,用自准直仪和23面棱体对加速度计自动测试系统进行测角试验,重复测量3~5次,取平均值,计算出加速度计自动测试系统在23个位置上的测角误差。根据线性插补计算出这23个位置每两个点之间所有点(从0°开始,每隔2°一个点,一共180个点)的插补值。创建误差补偿表,导入ND280角度数显表,进行补偿。此方法要求设备测角定位精度的重复性和稳定性要好,否则补偿很难起到实际作用。

　　2　测角补偿测试方法

　　对加速度计自动测试系统进行测角补偿前,先要将角度数显表的零位与圆光栅编码器的绝对零位设置重合,然后进行测角试验。圆光栅编码器本身的定位精度从其绝对零位开始,有一个标定曲线,补偿也要以绝对零位点开始测试,逐点进行补偿,以保证重复性好。对加速度计自动测试系统进行测角试验后,根据线性插补计算出180个点的插补值,创建误差补偿表。设置ND280,选择非线性误差补偿,创建误差补偿表,从起点开始,所有修正点(180个)等间距排列。输入各修正点间的距离,选择点距,输入补偿值。但180个点输入非常繁琐,可以先根据数显表要求的格式,编辑TXT文本文件,通过串口设置,将误差补偿表数据保存在PC计算机上或由PC计算机读取这些数据,通过串口工具直接导入到数显表中即可。