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申请/专利权人：南京理工大学

摘要：本发明公开了一种MEMS惯性器件自动化标定测试系统及方法。系统包括测试计算机、程控直流电源、数据采集与处理单元以及测试电缆、测试工装、测试机柜。方法包括：1.系统的零偏稳定性和量程标定：将产品安装在三轴转台上，使产品的待测轴向与转台的转动轴平行，接通电源将产品预热，设定三轴转台的运行模式，记录系统输出的数据并处理，获取相应的标定参数；2.MEMS加速度计的零偏稳定性标定：将产品安装在三轴转台上，使产品的加速度输入基准轴垂直与地球重力方向，接通电源将产品预热，记录系统输出的数据并处理，获取相应的标定参数。本发明能够实现MEMS惯性器件自动化标定测试系统的准确、高效标定。

主权项：1.一种MEMS惯性器件自动化标定测试方法，其特征在于，针对MEMS惯性器件自动化标定测试系统，利用三轴转台的位置和速率状态来标定系统的零偏稳定性和量程，利用转台的位置状态来标定MEMS加速度计的零偏稳定性；所述MEMS惯性器件自动化标定测试系统，包括测试计算机、程控直流电源、数据采集与处理单元以及测试电缆、测试工装、测试机柜；所述测试计算机设置有数据分析与处理软件；所述数据采集与处理单元包括多路计算器采集卡、RS422串口服务器、RS232串口服务器、ARM处理器；所述多路计算器采集卡、RS422串口服务器、RS232串口服务器的一端分别与测试计算机连接，另一端分别接入每个产品；所述ARM处理器一方面与测试计算机的RS232串口连接，另一方面分别接入测试计算机、转台控制下位机的高速串口通讯模块；转台控制下位机与转台控制上位机相接，转台控制上位机通过RS232串口与测试计算机相接；转台控制下位机通过转台驱动系统接入三轴转台，三轴转台输出转台周脉冲至ARM处理器；所述程控直流电源包含可编程直流电源模块，能够供4路MEMSIMU使用；每路电源电压独立设置，并具备电压、电流过载保护功能，每路通道功率为150W，每路输出电压调节范围0～35V，每路输出电流≥5A，纹波噪声峰峰值小于20mV；系统的零偏稳定性和量程标定如下：将产品通过工装安装在三轴转台上，使产品的待测轴向与转台的转动轴平行，接通电源将产品预热，设定三轴转台的运行模式，待转台稳定后记录系统输出的数据，并作相应的数据处理获取相应的标定参数；MEMS加速度计的零偏稳定性标定如下：将产品通过工装安装在三轴转台上，使产品的加速度输入基准轴垂直与地球重力方向，接通电源将产品预热，记录系统输出的数据并作相应的数据处理获取相应的标定参数；MEMS惯性器件自动化标定测试系统的零偏稳定性，标定过程如下：步骤1，将产品通过专用工装安装在三轴转台上，使产品处于实际工作状态，接通电源，预热1min；步骤2，将三轴转台运行至三个轴位置为0处；步骤3，取产品从预热1min后取3600s的角速度输出数据，然后对此段时间的角速度输出进行时间长度为10s的分段平均为Ugi，求各段总平均值为Bg，则， 记中间数值Ugm为， 待测轴向角速度的标度因数为Kg，则角速度零偏稳定性Bsg计算公式如下： 步骤4，重复步骤1～3，获取所有轴转动时MEMS惯性器件自动化标定测试系统的输出数据，得到零偏稳定性的标定结果；MEMS惯性器件自动化标定测试系统的量程测试，具体如下：步骤1，将产品通过专用工装安装在转台上，使产品测轴向与转台的转动轴平行，接通电源，预热1min；步骤2，根据产品三个轴向陀螺量程和实际情况，选择测试角速率点：测试角速率为：0°s、±0.1°s、±0.5°s、±1°s、±5°s、±10°s、±50°s、±100°s、±200°s、±300°s、±300°s、0°s；步骤3，转台依次输入测试角速率，每个速率点采样时间30s，每一个角速率对应的数据段求平均值得到数据序列；步骤4，数据序列相对于实际的角速度用最小二乘法做直线拟合，拟合直线的斜率即是产品测试轴向角速度的标度因数Kg，拟合直线的截距即是测试轴向角速度的拟合零位bg；得到三个轴的角速度标度因数非线性结果，以规定的标度因数非线性度指标来确定该轴角速度的测量范围；步骤5，重复步骤1～4，获取所有轴转动时MEMS惯性器件自动化标定测试系统的输出数据，得到惯性器件量程的标定结果；MEMS加速度计的零偏稳定性，标定过程如下：步骤1，将产品通过专用工装安装在转台上，使产品待测试的加速度计输入基准轴垂直于地球重力方向，接通电源，预热1min；步骤2，取3600s的加速度输出数据，然后对此段时间的加速度输出进行时间长度为10s的分段平均为Uai，求各段总平均值为Ba，则， 记中间值Uam为， 待测轴向加速度的标度因数为Ka，则加速度零偏稳定性Bsa计算公式如下 步骤3，重复步骤1～2，获取所有轴转动时MEMS加速度计的输出数据，得到MEMS加速度计的零偏稳定性的标定结果。

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