微机电(MEMS)陀螺仪校准规范

微机电(MEMS)陀螺仪校准规范3.6角度随机游走系数anglerandomMEMS陀螺仪频率特性校准中。规定在测得的幅频特性中幅值降低3dB所对应的MEMS陀螺仪一般由驱动结构、敏感质量、检测结构和转换线路等构成；工作原理为驱动结构在激励力作用下产生高频振动，当有外界角速率输入时。产生哥氏加速相关，其物理模型可简化为式(1)和式(2):0——输入角速率。rad/s.将式(1)、式(2)进行拉普控斯变换得到MEMS陀螺的传递函数为式(3); MEMS陀螺仪的主要计量特性如表1所示。 1245678981)校准温度：(20士5)℃,校准过程中温度波动量不超过2℃。2》相对湿度：≤85%。3)周围无强电磁场，无腐蚀性气体或液体，无强震源。校准用标准装置及配套设备如表2所示。1速率精皮及平稳度：0.05%(速率>10*/s)标度因数重复性电压表(额率计)表2(续】2角位置精度：±3”角位置测量重复性：±8”(频率计)3(频率计)7校准项目和校准方法7.1校准项目校准项目见表3。1234567895按式(18)、式(19)计算零偏稳定性：按7.2.8.1的方法，重复校准陀螺仪零偏Q次，在规定间隔时间内陀螺仅处于断按式(20)计算零偏重复性：c)翻转位置转台，使陀螺X、Y、Z轴正反向分别指天，启动采样程序后进行零将X、Y、Z轴正反向分别指天时的输出均值之差作为对应轴正负1g的输出之差，将该差值除以2g作为该轴的零偏加速度敏感度，将X、Y、Z轴加速度敏感度的a)设有n个陀螺输出样本，按7.2.5中的方法计算出对应的角速率，得到角速率初始样本如式(21):b)将n个数据中A个数据作为一个数组，其时间长度为r=krs,分别取r=rs,21%,…·kfg(k<n/2),按式(22)求出每个时间长度r的数据平均值，共有n-k+相邻两个数值平均的差值按式(23)计算：d)对c)求方差如式(24):e)取不同的r值，重复上述过程，在双对数坐标系中得到一个与r对应的曲线，即Allan方差曲线。采用Allan方差模型进行最小二乘拟合如式(25);角度随机游走系数按式(26)计算：a)陀螺仪处于室温条件下，温度试验箱处于非工作状态，接通陀螺仪电源，预热时间不超过30min,在陀螺仪工作温度稳定后，设定采样间隔时间及校准时间，按b)将温控速率转台按照设备允许的最大温升速率升到陀螺仪正常c)将温控速率转台按照设备允许的最大降温速率降到陀螺仪正常工作允许的下限零偏温度灵敏度按式(27)计算：B,—陀螺仪零偏温度灵敏度，单位(/h)/℃,(/s)/℃;b)频率点的选取；以预估的带宽(即被校准陀螺仪估计的工作带宽)加10Hz为上限，均匀选取8个频率点，在预估带宽与其前面频率点中间，以及预估带宽与其后面c)将振动台振动频率调到b》中最低频率上，振动幅值为常值。角速率小于陀螺c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);d)证书或报告的唯一标识(如编号)。每页及总页数的标识； f)被校对象的描述和明确标识：g)进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期：h)校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；i)校准装置的测源性及有效性标识；j)校准环境的措述；k)校准结果及其测量不确定度的说明；1)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；m)校准结果仅对被校对象有效的声明；n)未经实验室书面批准。不准部分复制证书的声明。9复校时间间隔建议复校时间间隔为1年。送校单位可根据实际使用情况自主决定。微机电(MEMS)陀螺仪主要参数不确定度评定示例F—航姿仪输出：F—拟合零位：A.1.2.1标度因数测量不确定度的来源1)位置速率转台引入的不确定度分量w₁:2)数据采集系统引入的不确定度分量α;3)测量重复性引入的不确定度分量uy。A.1.2.2标度因数测量不确定1)位置速率转台引入的不确定度分量α₁则速率转台测量不确定度为Um=5×10~则2)数据采集系统引入的不确定度分量a:数据采集系统采用6位半电压表(或频率计),这里以电压表为例分析；3)测量重复性引入的不确定度分量μa,(K)=√af+a{+a₁²=5.29×10-*A.1.4扩展不确定度取包含因子k=2,包含概率95%,则扩展不确定度Um=k·μ。(K)=1.1K——标度因数。零偏的测量不确定度传播率为式(A.4);w²(B₀)=g²(F)w²(F)+c²(K)n²数据采集系统采用6位半电压表(或频率计),这里以电压表为例分析：2)标度因数测量引入的不确定度分量αz