专利名称：基于矢量调制法的惯性量测量单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高精度测量惯性物理量的设备。可以显著削减传感器内部失调、失调的漂移、各种噪声和外界干扰引起的测量误差，精确测量惯性物理量。适用于惯性量精确测量和运动体控制、导航定位、制导。
背景技术：
惯性导航设备的精度决定于惯性传感器的测量精度，限制测量精度的主要因素是传感器误差。基于矢量调制法(申请号200410013587.6，普遍适用于测量领域)的惯性量测量单元，是根据调制解调原理，消除惯性元件(陀螺、加速度)的传感器失调、失调的漂移、传感器内部噪声和外部干扰的高精度测量设备。
减少传感器误差的常用方法有隔离、保护、屏蔽、调制、滤波、最优估计、反馈、补偿。应当考虑尽可能早地对信号进行调制，一旦干扰或噪声进入信号并变成信号的一部分，就再也不能从根本上加以区别，只能进行近似地估计、滤波或补偿。所以，在信号进入传感器之前进行调制，此时最有效。而正弦波内在的连续性和抗干扰能力，可用作调制载波。
目前，众多专家学者致力于测量精度问题的研究，最优估计、滤波、反馈、补偿、隔离、屏蔽等方法都可以从一定程度上减少传感器测量误差，但不是最佳方案。在惯性导航领域，有时使用多位置测量法消除传感器误差。

发明内容
为了提高惯性物理量测量精度，解决高精度测量难题，本发明涉及的惯性量测量设备依据调制解调原理，将输入信号调制为正弦调幅波，使用窄带带通滤波器分离信号，并在需要时使用相关滤波等方法做进一步的分析。以最佳方式分离上述传感器测量误差，在原理和实现方法上较常用方法有明显的优越性。
本发明解决其技术难题所采用的技术方案是将惯性元件(陀螺仪、加速度计等惯性传感器)以稳定速率旋转，这时惯性输入量在进入传感器之前已成为正弦波，由于传感器的频率保持性，输出中只有与调制频率相同的成份才是输入的响应，利用频率特征锁定了输入信号的响应，有用信息与传感器测量误差得以分离。
本发明的有益效应是以最佳方案分离了惯性量输入响应与传感器测量误差。


附图是设备结构图。图中有电机、轴承、轴、光电码盘、承板、陀螺和加速度计、滑环、信号线。另外有放大器、滤波器等电子元件安装在承板和线路端口处。
为电机供电后，电机驱动轴转动，轴带动承板及承板上安装的陀螺、加速度计转动。
光电码盘测量转速，输出一路测速信号。陀螺、加速度计输出端通过滑环送出两路惯性量信号。
具体实施例方式
本发明所涉及设备为一长方形单元，对外接口为电源一路、信号三路。为该设备提供5V直流电源，其信号端口即输出一路测速信号和二路惯性量测量信号。使用测量采样设备进行数据采样，如12位模数转换测量设备。经数学运算，可以得出被测量的高精度数值。
权利要求
1.基于矢量调制法的惯性量测量单元，是用于高精度惯性物理量测量的一种设备。将传感器输入信号在进入传感器之前调制，并使用带通滤波器分离传感器响应信号，并测量。根据权利要求1所述的惯性量测量单元，其特征是对传感器输入信号的调制方法基于矢量调制法。使用转动机构进行调制。根据权利要求1所述的惯性量测量单元，其特征是使用陀螺和加速度计作为惯性量测量元件。根据权利要求1所述的惯性量测量单元，使用窄带带通滤波器进行信号分离，其典型元件是SCF开关电容滤波器。根据权利要求1所述的惯性量测量单元，其特征是进一步的数据分析使用相关滤波、跟踪滤波、傅里叶变换等方法。
全文摘要
基于矢量调制法的惯性量测量单元，是根据调制解调原理消除惯性元件(陀螺、加速度计)的传感器失调、失调的漂移、传感器内部噪声和外部干扰的高精度测量设备。该设备按照矢量调制法原理(专利申请号200410013587.6，普遍适用于测量领域)将输入信号调制为调幅正弦波，使用窄带带通滤波器分离信号，并在需要时使用相关滤波等方法做进一步的分析。
文档编号G01C19/00GK1595065SQ20041004369
公开日2005年3月16日 申请日期2004年7月8日 优先权日2004年7月8日
发明者赵岳生, 邓正隆, 付振宪, 林玉荣 申请人:赵岳生, 邓正隆