一种加速度计的零点偏移有效值的测量计算校正方法
一种加速度计的零点偏移有效值的测量计算校正方法
【专利摘要】一种加速度计的零点偏移有效值的测量计算校正方法。加速度传感器为实现高精度加速度的测量和使用，需对加速度计的零点偏移进行校正，目前一般会选择在重力的极限方向位置附近进行校正标定，这些位置的加速度计灵敏度都非常极端，要么接近于0，要么接近最大，势必会导致零点偏移计算出现很大偏差，无法有效校正，从而无法实现高精度加速度的应用。本发明提出计算获取加速度传感器的零点偏移的有效值，加以校正标定，从根本原理上解决了加速度计的有效零点偏差的计算校正方法，大幅度提高和保障了加速度计的精度，尤其是其倾角应用中的角度精度，可应用于各种对精度要求高的领域，比如高端工程装备，航空航天，武器装备等。
【专利说明】一种加速度计的零点偏移有效值的测量计算校正方法
【技术领域】
[0001]本专利是有关加速度传感【技术领域】，特别是其高精度加速度计应用领域。
【背景技术】
[0002]加速度计为实现高精度加速度的测量和使用，都要对其零点偏移进行校正，目前一般选择在重力方向的平行和垂直位置附近进行校正标定。
[0003]由图1可见，加速度在平行重力方向(±90°附近)和与重力垂直的方向附近时(0°附近)，其灵敏度都非常极端，要么接近于0，要么接近最大，这样势必会导致零点偏移计算的很大偏差，无法有效校正，从而无法实现高精度加速度的应用。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于计算获取加速度计的零点偏移的有效值，加以校正标定，实现大幅度地提高加速度计的加速度精度。
[0005]本发明是加速度计的零点偏移有效值的测量计算校正方法，准确测量计算加速度计零点偏移的有效值，并加以校正，包括测量点的有效选择和零点偏移有效值方程组计算产生。首先设置三个测量点，分别列出三个方程式，通过此方程组，可得到零点偏移的有效值的计算公式，基于此偏移值进行校正，可得到高精度的加速度值。
[0006]本发明可借由如下具体详细的具体实施和【专利附图】
【附图说明】进一步阐述。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1:加速度与重力倾角的关系；
[0008]图2 =AXIS轴在5°?10°计算示意图；
[0009]图3 =AXIS轴在35。?40。计算示意图；
[0010]图4:AXIS轴在50。?55。计算示意图。
【具体实施方式】
[0011]包括详细的标定过程，计算方程组，校正标定设备的描述。
[0012]校正设备:
[0013]在垂直平面内，加速度计的任意某轴AXIS的角度以顺时针为正方向，，设置3个标定位置点:
[0014]标定点1:AXIS可以在5°?10° ;
[0015]标定点2:AXIS可以在35。?40。；
[0016]标定点3:AXIS可以在50。?55。。
[0017]参数定义和说明:
[0018]δ:Χ灵敏轴与水平位置的初始夹角，角度范围为5°?10°
[0019]AXISoffset:AXIS 轴的零点偏移
[0020]AXISsen:AXIS 轴灵敏度
[0021]AXISout =AXIS轴加速度输出
[0022]校正过程:
[0023]标定点1:
[0024]由图2可见:
[0025]sin ( δ ) = (AXISout l-AXISoffset)+AXISsen (I)
[0026]标定点2:
[0027]由图3可见:
[0028]sin( δ +30° ) = (AXISout 2-AXISoffset)+AXISsen
[0029]= sin ( δ ) *cos (30。)+sin (30。) *cos ( δ ) (2)
[0030]标定点3:
[0031]由图4可见:
[0032]sin( δ +45° ) = (AXISout 3-AXISoffset)+AXISsen
[0033]= sin ( δ ) *cos (45。)+sin (45。) *cos ( δ ) (3)
[0034]联列上述三点方程⑴，⑵，(3)，计算零点偏移值AXISoffset:
[0035]sin ( δ ) = (AXISout l-AXISoffset)+AXISsen (I)
[0036]sin( δ )*cos(30。)+sin(30。)*cos( δ ) = (AXISout 2_AXISoffset)+AXISsen (2)
[0037]sin( δ )*cos(45。)+sin(45。)*cos( δ ) = (AXISout 3_AXISoffset)+AXISsen (3)
[0038]即可得出:
[0039]AXISoffset = [AXISout2*sin45 ° _AXISout3*sin30 ° +AXISoutl*cos45° *sin30° -AXISoutl
[0040]*cos30。*sin45。] + [cos45。*sin30。_cos30。*sin45。+sin45。_sin30° ]
[0041]= (AXISout2* V 2/2 + AXISout I* V 2 / 4-AXI S o u t 3 / 2-AXI S outl* V 6/4) + ( V 2/4+ V 2/2- V 6/4-1/2)
[0042]= [AXISout2*0.7071_AXISout3*0.5_AXISoutl*0.25882] + (-0.0517)
[0043]基于此有效的零点偏移值的校正，可得到高精度的加速度:(AXISout-AXISoffset)/AXISsen0
[0044]此计算校正方法适用于加速度计在各象限内的零点偏移值的独立使用或综合加权平均的有效零点偏移值的使用。
[0045]本发明从根本原理上解决了加速度计的有效零点偏差的计算校正方法，大幅度提高和保障了加速度计的精度，尤其是其倾角应用中的角度精度，可应用于各种对精度要求高的领域，比如高端工程装备，航空航天，武器装备等。
【权利要求】
1.一种加速度计的零点偏移有效值的测量计算校正方法，其特征包括如下步骤和计算公式: 1.1设置有效的三个测量校正角度点位置； 1.2分别列出三个角度点位置的方程式； 1.3联列方程，计算出零点偏移有效值的公式:
AXISoffset = [AXISout2*0.7071_AXISout3*0.5_AXISoutl*0.25882] + (-0.0517)。
【文档编号】G01P21/00GK104459206SQ201410833518
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月29日 优先权日:2014年12月29日
【发明者】王治国 申请人:上海步略科技有限公司
【专利摘要】一种加速度计的零点偏移有效值的测量计算校正方法。加速度传感器为实现高精度加速度的测量和使用，需对加速度计的零点偏移进行校正，目前一般会选择在重力的极限方向位置附近进行校正标定，这些位置的加速度计灵敏度都非常极端，要么接近于0，要么接近最大，势必会导致零点偏移计算出现很大偏差，无法有效校正，从而无法实现高精度加速度的应用。本发明提出计算获取加速度传感器的零点偏移的有效值，加以校正标定，从根本原理上解决了加速度计的有效零点偏差的计算校正方法，大幅度提高和保障了加速度计的精度，尤其是其倾角应用中的角度精度，可应用于各种对精度要求高的领域，比如高端工程装备，航空航天，武器装备等。
【专利说明】一种加速度计的零点偏移有效值的测量计算校正方法
【技术领域】
[0001]本专利是有关加速度传感【技术领域】，特别是其高精度加速度计应用领域。
【背景技术】
[0002]加速度计为实现高精度加速度的测量和使用，都要对其零点偏移进行校正，目前一般选择在重力方向的平行和垂直位置附近进行校正标定。
[0003]由图1可见，加速度在平行重力方向(±90°附近)和与重力垂直的方向附近时(0°附近)，其灵敏度都非常极端，要么接近于0，要么接近最大，这样势必会导致零点偏移计算的很大偏差，无法有效校正，从而无法实现高精度加速度的应用。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于计算获取加速度计的零点偏移的有效值，加以校正标定，实现大幅度地提高加速度计的加速度精度。
[0005]本发明是加速度计的零点偏移有效值的测量计算校正方法，准确测量计算加速度计零点偏移的有效值，并加以校正，包括测量点的有效选择和零点偏移有效值方程组计算产生。首先设置三个测量点，分别列出三个方程式，通过此方程组，可得到零点偏移的有效值的计算公式，基于此偏移值进行校正，可得到高精度的加速度值。
[0006]本发明可借由如下具体详细的具体实施和【专利附图】
【附图说明】进一步阐述。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1:加速度与重力倾角的关系；
[0008]图2 =AXIS轴在5°?10°计算示意图；
[0009]图3 =AXIS轴在35。?40。计算示意图；
[0010]图4:AXIS轴在50。?55。计算示意图。
【具体实施方式】
[0011]包括详细的标定过程，计算方程组，校正标定设备的描述。
[0012]校正设备:
[0013]在垂直平面内，加速度计的任意某轴AXIS的角度以顺时针为正方向，，设置3个标定位置点:
[0014]标定点1:AXIS可以在5°?10° ;
[0015]标定点2:AXIS可以在35。?40。；
[0016]标定点3:AXIS可以在50。?55。。
[0017]参数定义和说明:
[0018]δ:Χ灵敏轴与水平位置的初始夹角，角度范围为5°?10°
[0019]AXISoffset:AXIS 轴的零点偏移
[0020]AXISsen:AXIS 轴灵敏度
[0021]AXISout =AXIS轴加速度输出
[0022]校正过程:
[0023]标定点1:
[0024]由图2可见:
[0025]sin ( δ ) = (AXISout l-AXISoffset)+AXISsen (I)
[0026]标定点2:
[0027]由图3可见:
[0028]sin( δ +30° ) = (AXISout 2-AXISoffset)+AXISsen
[0029]= sin ( δ ) *cos (30。)+sin (30。) *cos ( δ ) (2)
[0030]标定点3:
[0031]由图4可见:
[0032]sin( δ +45° ) = (AXISout 3-AXISoffset)+AXISsen
[0033]= sin ( δ ) *cos (45。)+sin (45。) *cos ( δ ) (3)
[0034]联列上述三点方程⑴，⑵，(3)，计算零点偏移值AXISoffset:
[0035]sin ( δ ) = (AXISout l-AXISoffset)+AXISsen (I)
[0036]sin( δ )*cos(30。)+sin(30。)*cos( δ ) = (AXISout 2_AXISoffset)+AXISsen (2)
[0037]sin( δ )*cos(45。)+sin(45。)*cos( δ ) = (AXISout 3_AXISoffset)+AXISsen (3)
[0038]即可得出:
[0039]AXISoffset = [AXISout2*sin45 ° _AXISout3*sin30 ° +AXISoutl*cos45° *sin30° -AXISoutl
[0040]*cos30。*sin45。] + [cos45。*sin30。_cos30。*sin45。+sin45。_sin30° ]
[0041]= (AXISout2* V 2/2 + AXISout I* V 2 / 4-AXI S o u t 3 / 2-AXI S outl* V 6/4) + ( V 2/4+ V 2/2- V 6/4-1/2)
[0042]= [AXISout2*0.7071_AXISout3*0.5_AXISoutl*0.25882] + (-0.0517)
[0043]基于此有效的零点偏移值的校正，可得到高精度的加速度:(AXISout-AXISoffset)/AXISsen0
[0044]此计算校正方法适用于加速度计在各象限内的零点偏移值的独立使用或综合加权平均的有效零点偏移值的使用。
[0045]本发明从根本原理上解决了加速度计的有效零点偏差的计算校正方法，大幅度提高和保障了加速度计的精度，尤其是其倾角应用中的角度精度，可应用于各种对精度要求高的领域，比如高端工程装备，航空航天，武器装备等。
【权利要求】
1.一种加速度计的零点偏移有效值的测量计算校正方法，其特征包括如下步骤和计算公式: 1.1设置有效的三个测量校正角度点位置； 1.2分别列出三个角度点位置的方程式； 1.3联列方程，计算出零点偏移有效值的公式:
AXISoffset = [AXISout2*0.7071_AXISout3*0.5_AXISoutl*0.25882] + (-0.0517)。
【文档编号】G01P21/00GK104459206SQ201410833518
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月29日 优先权日:2014年12月29日
【发明者】王治国 申请人:上海步略科技有限公司
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