振動校正的來源
振動校正誤差(VRE)是加速度計對交流振動(被整流為直流)的響應,表現為加速度計失調的異常偏移。在傾角計等應用中,這是一個重大誤差源,因為加速度計的直流輸出是目標信號,失調的任何改變都可能被錯誤地解讀為傾角變化,導致誤差一路向下傳遞,從而引起安全系統誤觸發、平臺穩定或鉆桅對準機制過度補償等。
VRE高度依賴于加速度計所經受的振動特性曲線,不同應用施加于加速度計的振動模式會不同,因而VRE可能不同。振動校正有多種發生機制,本文討論其中的兩種。
非對稱軌
第一種機制是非對稱軌。重力產生一個靜態1 g (9.8 m/s2)加速度場,當加速度計敏感軸豎直對齊時,其測量范圍會有一個偏移。2 g滿量程范圍的傳感器與重力加速度對齊時,將只能測量1 g峰值振動,否則響應會被削波。超過1 g的對稱激勵信號的平均值將不為零,原因是在經受額外1 g加速度的方向上,電平會被削波。

圖1.±2 g滿量程范圍的加速度計因為非對稱削波而產生的振動校正圖解
圖1中,一個激勵振動信號施加于2 g滿量程傳感器上。當振動為0.3 g rms(300到600樣本之間)時,失調沒有可觀測的偏移。然而,當振動為1 g rms(600到1000樣本之間)時,VRE約為–100 mg。
VRE可建模為一個截斷分布的平均偏移,受加速度計滿量程范圍的限制。當傳感器在1 g場中經受隨機振動時,輸入激勵信號可建模為一個平均值μ= 1 g且標準差σ= X的正態分布,其中X表示輸入振動幅度均方根值。傳感器輸出建模為雙截斷正態分布,輸出值下界和上界分別為–R和+R,其中R為傳感器的最大范圍。此雙截斷正態分布的平均值計算如下:


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