專利名稱：一種加速度計加溫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加溫方法，特別是一種加速度計加溫方法。
背景技術(shù)：
加速度計是構(gòu)成捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的核心敏感元件之一，其精度直接影響到導(dǎo)航系統(tǒng)的姿態(tài)、速度和定位精度。加速度計的精度除受到制造工藝、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等自身的性能影響外，還與所處的環(huán)境條件有關(guān)。其中環(huán)境溫度的影響尤為突出，當(dāng)環(huán)境溫度在-40°C +60°C變化時其漂移誤差將達(dá)到2X 10g-4甚至更大。一種常用的解決方案是給加速度計增加溫度控制系統(tǒng)，使其工作在一個相對恒定的溫度環(huán)境中，以抵抗外界溫度變化帶來的影響。加速度計加溫過程中通常會遇到加溫慢或過加溫的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種加速度計加溫方法，解決由于加速度計的溫度不能準(zhǔn)確控制的問題。一種加速度計加溫方法的具體步驟為 第一步搭建加速度計加溫系統(tǒng)
加速度計加溫系統(tǒng)，包括溫度傳感器、A/D采集芯片、微控制器、積分電路、晶體管、繼電器、加熱片、加溫模塊A、加溫模塊B ；溫度傳感器輸出端與A/D采集芯片模擬信號輸入端導(dǎo)線連接，A/D采集芯片數(shù)字信號輸出端與微控制器的數(shù)據(jù)接口導(dǎo)線連接，微控制器的控制端與繼電器的控制端導(dǎo)線連接，繼電器輸出端與晶體管基極導(dǎo)線連接，晶體管的輸出端與加熱片的電壓端導(dǎo)線連接，加熱片與微控制器的另一個控制端導(dǎo)線連接； 加溫模塊A的功能為通過控制繼電器的通斷來控制加熱片的加熱； 加溫模塊B的功能為通過控制PWM的波形來實現(xiàn)加熱片加熱； 第二步確定加速度計加溫參數(shù)
根據(jù)加熱片的加溫功率、加速度計的散熱速度、加速度計所在載體的熱容比及加速度計加溫過程中所要求的超調(diào)量，確定加速計加溫參數(shù)；在滿足加溫過程中所要求的超調(diào)量的基礎(chǔ)上，考慮加熱片的加溫功率和加速度計所在載體的熱容比，在不同的時間切換加熱模塊，使加熱時間最短；加溫參數(shù)包括加速度計加溫前溫度Tl，加速度計加溫預(yù)定溫度T2， 加速度計加溫目標(biāo)溫度T3，加速度計保精度溫控最低溫度T4，加速度計保精度溫控最高溫度T5;
第三步微控制器加電控制加溫模塊A
微控制器給加溫模塊A加電后，通過微控制器控制PWMl接口的輸出信號，通過PWMl高低電平的切換控制加溫模塊A中繼電器的通斷時間，控制加熱片加熱的時間，達(dá)到溫度控制的目的。第四步微控制器切換加溫模塊當(dāng)微控制器通過溫度傳感器和A/D采集芯片采集到加速度計溫度已經(jīng)達(dá)到T2時，微控制器切斷加溫模塊A。采用加溫模塊B給加速度計加熱片加電。第五步微控制器加電控制加溫模塊B
加速度計加溫模塊B加電后，微控制器通過控制PWM2接口的輸出信號的占空比來對加熱模塊B中的積分電路和晶體管的通斷進(jìn)行控制，進(jìn)而控制加熱片的加熱時間。第六步微控制器斷開加速度計加溫模塊B
當(dāng)微控制器通過溫度傳感器和A/D采集芯片采集到加速度計溫度已經(jīng)達(dá)到T3時，微控制器切斷加溫模塊B，停止給加速度計加溫。第七步微控制器再次給加速度計加溫模塊B加電
當(dāng)加速度計溫度傳感器采集到加速度計溫度下降到T4時，微控制器啟動加溫模塊B， 采用加溫模塊B給加速度計加溫。第八步微控制器再次斷開加速度計加溫模塊B
當(dāng)加速度計溫度傳感器采集到加速度計溫度上升到T5時，微控制器切斷加溫模塊B供電，停止給加速度計加溫。第九步微控制器切換加速度計加溫模塊B通斷
溫度傳感器和A/D采集芯片連續(xù)工作，不斷采集加速度計溫度，當(dāng)采集到加速度計溫度下降到T4時，微控制器再次給加速度計加溫模塊B加電。當(dāng)采集到加速度計溫度上升到 T5時，微控制器再次斷開加速度計加溫模塊B。循環(huán)往復(fù)，確保加速度計溫度保持在T4和 T5之間。經(jīng)過以上步驟確保加速度計在指定的溫度范圍內(nèi)工作。本發(fā)明提供一種速度計準(zhǔn)確加溫的方法，該方法在加速度計使用的情況下，通過對加速度計加溫模塊的切換，實現(xiàn)加速度計的溫度控制，有效的解決了由于加速度計處于加溫不夠或過加溫影響慣性測量組合導(dǎo)航精度的問題。
具體實施例方式一種加速度計加溫方法的具體步驟為 第一步搭建加速度計加溫系統(tǒng)
加速度計加溫系統(tǒng)，包括溫度傳感器、A/D采集芯片、微控制器、積分電路、晶體管、繼電器、加熱片、加溫模塊A、加溫模塊B ；溫度傳感器輸出端與A/D采集芯片模擬信號輸入端導(dǎo)線連接，A/D采集芯片數(shù)字信號輸出端與微控制器的數(shù)據(jù)接口導(dǎo)線連接，微控制器的控制端與繼電器的控制端導(dǎo)線連接，繼電器輸出端與晶體管基極導(dǎo)線連接，晶體管的輸出端與加熱片的電壓端導(dǎo)線連接，加熱片與微控制器的另一個控制端導(dǎo)線連接； 加溫模塊A的功能為通過控制繼電器的通斷來控制加熱片的加熱； 加溫模塊B的功能為通過控制PWM的波形來實現(xiàn)加熱片加熱； 第二步確定加速度計加溫參數(shù)
根據(jù)加熱片的加溫功率、加速度計的散熱速度、加速度計所在載體的熱容比及加速度計加溫過程中所要求的超調(diào)量，確定加速計加溫參數(shù)；在滿足加溫過程中所要求的超調(diào)量的基礎(chǔ)上，考慮加熱片的加溫功率和加速度計所在載體的熱容比，在不同的時間切換加熱模塊，使加熱時間最短；加溫參數(shù)包括加速度計加溫前溫度Tl，加速度計加溫預(yù)定溫度T2，
5加速度計加溫目標(biāo)溫度T3，加速度計保精度溫控最低溫度T4，加速度計保精度溫控最高溫度T5 ；
第三步微控制器加電控制加溫模塊A
微控制器給加溫模塊A加電后，通過微控制器控制PWMl接口的輸出信號，通過PWMl高低電平的切換控制加溫模塊A中繼電器的通斷時間，控制加熱片加熱的時間，達(dá)到溫度控制的目的。第四步微控制器切換加溫模塊
當(dāng)微控制器通過溫度傳感器和A/D采集芯片采集到加速度計溫度已經(jīng)達(dá)到T2時，微控制器切斷加溫模塊A。采用加溫模塊B給加速度計加熱片加電。第五步微控制器加電控制加溫模塊B
加速度計加溫模塊B加電后，微控制器通過控制PWM2接口的輸出信號的占空比來對加熱模塊B中的積分電路和晶體管的通斷進(jìn)行控制，進(jìn)而控制加熱片的加熱時間。第六步微控制器斷開加速度計加溫模塊B
當(dāng)微控制器通過溫度傳感器和A/D采集芯片采集到加速度計溫度已經(jīng)達(dá)到T3時，微控制器切斷加溫模塊B，停止給加速度計加溫。第七步微控制器再次給加速度計加溫模塊B加電
當(dāng)加速度計溫度傳感器采集到加速度計溫度下降到T4時，微控制器啟動加溫模塊B， 采用加溫模塊B給加速度計加溫。第八步微控制器再次斷開加速度計加溫模塊B
當(dāng)加速度計溫度傳感器采集到加速度計溫度上升到T5時，微控制器切斷加溫模塊B供電，停止給加速度計加溫。第九步微控制器切換加速度計加溫模塊B通斷
溫度傳感器和A/D采集芯片連續(xù)工作，不斷采集加速度計溫度，采集到加速度計溫度下降到T4，微控制器再次給加速度計加溫模塊B加電。采集到加速度計溫度上升到T5，微控制器再次斷開加速度計加溫模塊B。循環(huán)往復(fù)，確保加速度計溫度保持在T4和T5之間。
經(jīng)過以上步驟確保加速度計在指定的溫度范圍內(nèi)工作。本發(fā)明提供一種速度計準(zhǔn)確加溫的方法，該方法在加速度計使用的情況下，通過對加速度計加溫模塊的切換，實現(xiàn)加速度計的溫度控制，有效的解決了由于加速度計處于加溫不夠或過加溫影響慣性測量組合導(dǎo)航精度的問題。經(jīng)過以上步驟確保了加速度計工作在理想的溫度范圍內(nèi)，保證了加速度計的輸出精度。
權(quán)利要求
1. 一種加速度計加溫方法，其特征在于本方法的具體步驟為 第一步搭建加速度計加溫系統(tǒng)加速度計加溫系統(tǒng)，包括溫度傳感器、A/D采集芯片、微控制器、積分電路、晶體管、繼電器、加熱片、加溫模塊A、加溫模塊B ；溫度傳感器輸出端與A/D采集芯片模擬信號輸入端導(dǎo)線連接，A/D采集芯片數(shù)字信號輸出端與微控制器的數(shù)據(jù)接口導(dǎo)線連接，微控制器的控制端與繼電器的控制端導(dǎo)線連接，繼電器輸出端與晶體管基極導(dǎo)線連接，晶體管的輸出端與加熱片的電壓端導(dǎo)線連接，加熱片與微控制器的另一個控制端導(dǎo)線連接； 加溫模塊A的功能為通過控制繼電器的通斷來控制加熱片的加熱； 加溫模塊B的功能為通過控制PWM的波形來實現(xiàn)加熱片加熱； 第二步確定加速度計加溫參數(shù)根據(jù)加熱片的加溫功率、加速度計的散熱速度、加速度計所在載體的熱容比及加速度計加溫過程中所要求的超調(diào)量，確定加速計加溫參數(shù)；在滿足加溫過程中所要求的超調(diào)量的基礎(chǔ)上，考慮加熱片的加溫功率和加速度計所在載體的熱容比，在不同的時間切換加熱模塊，使加熱時間最短；加溫參數(shù)包括加速度計加溫前溫度Tl，加速度計加溫預(yù)定溫度T2， 加速度計加溫目標(biāo)溫度T3，加速度計保精度溫控最低溫度T4，加速度計保精度溫控最高溫度T5 ；第三步微控制器加電控制加溫模塊A微控制器給加溫模塊A加電后，通過微控制器控制PWMl接口的輸出信號，通過PWMl高低電平的切換控制加溫模塊A中繼電器的通斷時間，控制加熱片加熱的時間，達(dá)到溫度控制的目的；第四步微控制器切換加溫模塊當(dāng)微控制器通過溫度傳感器和A/D采集芯片采集到加速度計溫度已經(jīng)達(dá)到T2時，微控制器切斷加溫模塊A ；采用加溫模塊B給加速度計加熱片加電； 第五步微控制器加電控制加溫模塊B加速度計加溫模塊B加電后，微控制器通過控制PWM2接口的輸出信號的占空比來對加熱模塊B中的積分電路和晶體管的通斷進(jìn)行控制，進(jìn)而控制加熱片的加熱時間； 第六步微控制器斷開加速度計加溫模塊B當(dāng)微控制器通過溫度傳感器和A/D采集芯片采集到加速度計溫度已經(jīng)達(dá)到T3時，微控制器切斷加溫模塊B，停止給加速度計加溫；第七步微控制器再次給加速度計加溫模塊B加電當(dāng)加速度計溫度傳感器采集到加速度計溫度下降到T4時，微控制器啟動加溫模塊B， 采用加溫模塊B給加速度計加溫；第八步微控制器再次斷開加速度計加溫模塊B當(dāng)加速度計溫度傳感器采集到加速度計溫度上升到T5時，微控制器切斷加溫模塊B供電，停止給加速度計加溫；第九步微控制器切換加速度計加溫模塊B通斷溫度傳感器和A/D采集芯片連續(xù)工作，不斷采集加速度計溫度，當(dāng)采集到加速度計溫度下降到T4時，微控制器再次給加速度計加溫模塊B加電；當(dāng)采集到加速度計溫度上升到 T5時，微控制器再次斷開加速度計加溫模塊B ；循環(huán)往復(fù)，確保加速度計溫度保持在T4和T5之間；經(jīng)過以上步驟確保加速度計在指定的溫度范圍內(nèi)工作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種加速度計加溫方法。加速度計的精度除受到制造工藝、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等自身的性能影響外，還與所處的環(huán)境條件有關(guān)。本方法采用兩種溫控方式相結(jié)合的方式，使加速度計快速加溫到指定溫度，并使其工作在一個相對恒定的溫度環(huán)境中，以抵抗外界溫度變化帶來的影響。本方法考慮加熱片的加溫功率和加速度計所在載體的熱容比，在不同的時間切換加熱模塊，使加熱時間最短。該方法能有效的控制加速度計加溫慢或過加溫的現(xiàn)象，達(dá)到很好的效果。
文檔編號G01P21/02GK102305879SQ20111024891
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月28日
發(fā)明者李梅, 葛曉飛, 許諾 申請人:北京機械設(shè)備研究所