高精度加速度計(jì)測(cè)量系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì).pdf

1、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是利用慣性敏感器件、基準(zhǔn)方向和最初的位置、速度信息來(lái)確定載體的方位和速度的自主式航跡遞推導(dǎo)航系統(tǒng)。慣性系統(tǒng)具有自主性、隱蔽性、實(shí)時(shí)性、全天候等優(yōu)點(diǎn),因而在各種載體的導(dǎo)航、制導(dǎo)、定位和穩(wěn)定控制中得到了廣泛的應(yīng)用。加速度計(jì)是慣性導(dǎo)航領(lǐng)域的重要器件,是敏感和測(cè)量載體運(yùn)動(dòng)加速度的儀表,為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行定位和速度解算提供基本依據(jù)。加速度計(jì)的輸出是與載體的運(yùn)動(dòng)加速度成比例的信號(hào),同時(shí)加速度計(jì)輸出信號(hào)測(cè)量的精度直接影響慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的精度

2、。對(duì)于高精度的石英撓性加速度計(jì)來(lái)說(shuō),一般輸出的是電流信號(hào)。
　　 由于加速度計(jì)在慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的重要性,并且加速度計(jì)的精度越來(lái)越高,對(duì)加速度計(jì)輸出信號(hào)的采集就顯得十分重要。加速度計(jì)輸出信號(hào)的采集精度不僅直接影響慣導(dǎo)系統(tǒng)的精度,而且若其輸出信號(hào)采集精度不夠高的話也浪費(fèi)了加速度計(jì)的精度指標(biāo)。而在加速度計(jì)輸出信號(hào)采集系統(tǒng)中,輸出模擬信號(hào)的數(shù)字化是重中之重。現(xiàn)有的加速度計(jì)輸出數(shù)字化方案主要有A/D轉(zhuǎn)換、電流轉(zhuǎn)電壓再進(jìn)行電壓頻率變換和電流

3、頻率變換三種方法。A/D轉(zhuǎn)換和電流-電壓-頻率的加速度計(jì)輸出數(shù)字化方法,在多年的實(shí)踐應(yīng)用中不能在加速度計(jì)輸出數(shù)字化中得到很高的精度。在此基礎(chǔ)上對(duì)電流積分變換進(jìn)行了深入討論,比較了電流積分變換的幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn)之后,提出了二元調(diào)寬脈沖反饋電流積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換的I/F變換加速度計(jì)輸出數(shù)字化方案,并給出了所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的組成框圖和各部分所要實(shí)現(xiàn)的功能。
　　 在系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,對(duì)每一部分功能電路進(jìn)行了設(shè)計(jì),根據(jù)模擬電路和數(shù)字電路相關(guān)內(nèi)

4、容,對(duì)電路所使用的芯片進(jìn)行了選擇,對(duì)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。針對(duì)初步設(shè)計(jì)好的電路使用NI公司的Multisim軟件進(jìn)行了仿真,進(jìn)一步確定各功能電路的性能和相關(guān)參數(shù)。利用Protel DXP設(shè)計(jì)了電路板,制作電路板后通過(guò)調(diào)試,證明系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電流頻率變換的功能。
　　 最后給出現(xiàn)在比較流行的幾種頻率采集方法,考慮到頻率采集的精度和實(shí)現(xiàn)的難易程度,提出用多周期同步法對(duì)轉(zhuǎn)換后的頻率進(jìn)行采集,給出了頻率采集程序編寫的框圖。并為接下來(lái)的系統(tǒng)的完善