并联式六维加速度传感器的标定平台设计开题报告

1. 研究目的与意义

传感器的标定是指在明确待测信号输入与输出变换关系的前提下，通过实验利用某种标准器具对传感器的参数及性能进行辨识、核定。目前国内外对六维加速度传感器的研究还处于探索阶段，各项性能还远远低于应用需求，其中一个重要的原因就是缺乏满足标定要求的六维加速度传感器标定平台。

2. 国内外研究现状分析

从检索到的文献资料来看，国内外正在研究的六维加速度传感器从待测六维加速度在传感器上的作用部位来划分，主要有质量块作用型和基座作用型两类：

质量块作用型六维加速度传感器

国外：日本立命馆大学的amarasinghe等人在一种压阻式六维力传感器[1]的基础上进行改进，提出了一种基于四梁结构的压阻式六维加速度传感器[2-5]，如图1.1所示。质量块通过四根弹性梁连接到传感器的基座上，每根梁上粘贴5个压敏电阻。借助于6个惠斯通电桥将压敏电阻阻值的变化率转换成电压，并借助于有限元仿真结果将桥路输出电压值所对应的弹性梁应变量转换成质量块相对于基座的六维加速度。该设计思想的优点是满足了传感器的微型化要求，缺点是灵敏度各向同性度差，且难以从理论上准确建立系统的动力学模型，线性化处理之后造成传感器的测量精度较低。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

（1）对并联式六维加速度传感器的标定平台进行机械结构设计，并选取驱动电机型号及标准加速度计、标准陀螺仪型号。（2）构建驱动参数与待标定参数之间的函数映射关系，分析标定误差的来源，并给出降低标定误差的方法。

研究计划：

4. 研究创新点

特色与创新：

六维加速度传感器属于多输入多输出类惯性测量仪器，目前国内外尚无与之匹配的标定平台。本选题从该类传感器的解耦机理出发，通过挖掘输入量、输出量之间的映射关系，设计了一种基于双曲柄滑块机构的标定平台。拟研究的标定平台具有输入运动简单、输出运动满足多维运动要求、标定精度高等优点；另外，通过分析标准传感器的输出数据能够方便构建标定误差模型，为提供传感器的标定精度提供参考。