基于微慣性傳感器的傾角測(cè)量系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著MEMS(Micro Electro Mechanical System)技術(shù)的不斷進(jìn)步，微慣性傳感器正以其高性能、高穩(wěn)定性、低功耗、小體積等優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域中，在民用領(lǐng)域中的智能手機(jī)內(nèi)部就集成有微慣性傳感器，通過(guò)它們就能夠?qū)崿F(xiàn)手機(jī)屏幕感應(yīng)旋轉(zhuǎn)、人體運(yùn)動(dòng)檢測(cè)及游戲的體感操控等功能;在軍事上將微加速度計(jì)和微陀螺儀集成在一起組成微慣性測(cè)量單元(MIMU)可以測(cè)量炮彈的飛行姿態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)敵精確打擊。本文立足于實(shí)際工程需求，對(duì)基于微

2、慣性傳感器實(shí)現(xiàn)傾角測(cè)量的原理算法、誤差機(jī)理及相應(yīng)的誤差補(bǔ)償方法進(jìn)行研究，同時(shí)設(shè)計(jì)一種小型化、智能化的傾角測(cè)量?jī)x器，實(shí)現(xiàn)測(cè)量精度在寬角度、寬溫度范圍內(nèi)的保持技術(shù)。
　　首先，本文對(duì)MEMS技術(shù)、微慣性傳感器、傾角測(cè)量?jī)x的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用作簡(jiǎn)要概述，對(duì)傾角測(cè)量系統(tǒng)的組成、敏感測(cè)量機(jī)理、系統(tǒng)誤差來(lái)源進(jìn)行逐一的分析，提出了一種改進(jìn)型雙軸加計(jì)組合測(cè)量方案并完成系統(tǒng)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和硬件平臺(tái)的搭建工作;再針對(duì)實(shí)現(xiàn)測(cè)量系統(tǒng)的智能化，在軟件上使

3、用多種方法實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)（自顯示、PC機(jī)和移動(dòng)智能終端）的交互技術(shù)，使用LABVIEW軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)在PC端的動(dòng)態(tài)交互軟件，利用Android開(kāi)發(fā)軟件設(shè)計(jì)在移動(dòng)智能終端的APP并預(yù)留自顯示接口，有效提高了系統(tǒng)可操作性和便攜性;
　　然后，通過(guò)誤差機(jī)理分析得到影響測(cè)量精度的主要因素，擬定出誤差補(bǔ)償?shù)姆桨负途唧w實(shí)現(xiàn)的步驟，對(duì)系統(tǒng)安裝誤差、不同溫度環(huán)境下微加速度計(jì)的標(biāo)度因數(shù)、零點(diǎn)漂移進(jìn)行補(bǔ)償修正，并通過(guò)具體實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的補(bǔ)償方案的有效性;