GJB1037A-2004单轴摆式伺服线加速度计试验方法

1、GJB1037A-2004单轴摆式伺服线加速度计试验方法范围本标准规定了单轴摆式伺服线加速度计试验的项目和方法.本标准适用于陆.海.空.天等各种载体的惯性导航.惯性制导和调平系统中所使用的各种非陀螺单轴摆式伺服线加速度计（以下简称加速度计）的试验.其他类型的加速度计如振梁加速度计.线位移加速度计.微机械加速度计等可参考使用.规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款.凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修改版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可以使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准.GJ

2、B151军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求。GJB152军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量。IEEEStd836-2001线加速度计精密离心机试验规范术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1艾伦方差Allanvariance表示一个时间上连续的数据系列其相邻数据组对平均时间的平均方差。而术语“艾伦方差”更确切的叫法应是“艾伦方差的平方根”。3.2功率谱密度PSD用来表示作为正负频率函数的加速度计输出噪声的方差，以g2/Hz表示。通常用数据的快速博立叶转换（FFT）整体的或频率的幅值平方的平均值来计算。3.3自旋修正系数spincorrectioncoefficient当加速度计绕平行于

3、输入基准轴且通过其角速度有效质心作用有角速度时，加速度计输出的偏值变化与角速度平方之间的比例系数。加速度计模型方程4.1加速度计基准轴加速度计输入基准轴（IA）,摆基准轴（PA）和输出基准轴（0A）的方向用右手定则确定，如图1所示。用矢量式可表示为：IAxPA=OA输出基准轴（OA）屮f输入基准轴（IA+摆基准轴PA）i图1加速度计的基准轴模型方程加速度计的模型方程是表达加速度计的输出E与沿加速度计基准轴作用的加速度.角速度之间的数学关系式，见公式（1）（3）：sign(a)+1+K12sign(a)i丿a-8a2i3ioppoa+Ka|a|+Ka2+Ka3+8ioqi+Kaa+Kipipo+

4、8ooospinipang.acceloaa+Kaa+Ka2+Ka2+Kco+KioiopopopppK二(J-J)-Pr/PspinipcK=J-Pr/Pang.acceloc式（1）（3）中：E加速度计输出，输出单位为伏特（V）、毫安（mA）、脉冲数每秒（S-1）等。K1标度因数，单位为伏特每重力加速度（V/g）、毫安每重力加速度（mA/g）、脉冲数/秒每重力加速度（S-i/g）等。K0偏值，单位为重力加速度（g）。K偏值不对称性，单位为重力加速度（g）。oK1标度因数不对称性。a，a，a分别为沿IA,PA和OA轴作用的加速度，单位为重力加速度（g）。ip0l,a0、isign（a.）符号

5、函数，为-1,aii0,a=0iK2二阶非线性系数，单位为重力加速度每平方重力加速度（g/g2）K3三阶非线性系数，单位为重力加速度每立方重力加速度（g/g3）输入轴相对于输入基准轴IA绕输出基准轴OA的安装误差，单位为弧度（rad）8输入轴相对于输入基准轴IA绕摆基准轴PA的安装误差，单位为弧度（rad）pKKK交叉耦合系数，单位为重力加速度每平方重力加速度（g/g2）ipiopoKK交叉轴非线性系数，单位为重力加速度每立方重力加速度（g/g3）ppooK自旋修正系数，单位为重力加速度每弧度每秒的平方spin（g/（rad/s）2）Ki叫加速度系数，单位为重力加速度每弧度每秒的平方ang.a

6、ccel（g/（rad/s）2）ooo分别为沿IA.PA和OA轴作用的角速度分量，单位为弧度每秒（rad/s）ipoJ,J,J摆相对与支承中心的转动惯量，单位为克厘米平方（gcm2）ipoP摆性等于摆的质量乘以摆的质心到支承中心的距离，单位为克厘米（gcm）R从支承中心到假设的输入加速度在摆上的作用点之间的距离，单位为厘米（cm）噪声和非模型化等误差，单位为重力加速度（g）o4.3简化模型方程简化模型方程见公式（4）：E=KK+a+Ka2+8a-8a10i2ioppo4.4进一步简化的模型方程进一步简化的模型方程公式（5）：E=KK+a10i试验环境条件和试验设备5.1标准试验条件标准大气条件

7、正常试验条件如下：a）气压：试验场地的气压；B）环境温度：15C35C；c）相对湿度：20%80%。5.1.1.2仲裁试验条件如下：a）气压：86kPa106kPa；B）环境温度：23C2C；c）相对湿度：（505）%。5.1.2电磁环境试验场地应有良好的接地装置和次环境，具体要求按产品技术条件。5.1.3振动条件试验场地测试台的基础应稳定，振动小，具体要求按产品技术条件。5.1.4机械安装条件加速度计测试夹具的安装条件应满足以下要求：a）加速度计的三个基准轴与安装夹具的三个轴线之间的安装误差应满足产品技术条件的要求B）测试夹具的安装表面的粗糙度、安装面之间、安装面与其它设备（如分度头、端齿盘

8、、离心机、振动台等）的安装面之间的垂直度和平行度应满足产品技术条件的要求。5.1.5工作温度条件对于在规定温度下工作的加速度计，应考虑如下的工作温度条件：a）加速度计应达到热平衡b）工作温度的波动范围和温度梯度应满足产品技术条件的要求。5.1.6电气连接接地、试验点、电路保护、引线长度和屏蔽等电气连接按产品技术条件规定进行。5.2试验设备5.2.1一般要求试验设备和仪器的精度必需高于被测加速度计的精度。若用两者的系统误差进行比较，前者的误差应比后者小一个数量级以上；若用两者的随机误差进行比较，前者误差应小于后者三分之一。测试设备的带宽应满足测试所需的频谱范围。所用的试验设备、仪器均应经计量部门

9、检定合格，并在有效期内使用。试验所用的全部计算机软件应经验证合格、可靠和实用，并有合乎规范的使用手册。5.2.2试验设备和仪器所用的试验设备、仪器主要包括如下通用和专用设备：各种交、流电源；加速度计专用测试仪、安装夹具；测试数据采集系统；电压表、电流表、兆欧表、抗电试验器、示波器、频率计、频谱分析仪等；精密分度装置(端齿盘、分度头、自动转台等)；水准仪或准直仪；振动和冲击设备；离心机；速率转台；环境试验箱；产品技术条件规定的其他仪器和设备。试验方法6.1试验状态6.1.1非工作条件试验非工作条件试验如下：初特别说明外，所有的试验条件应满足5.1的要求；在不进行试验时，加速度计应置于减振包装内或

10、固定夹具上，避免意外的机械损坏；注意避免因加速度计引出点之间的短路而造成的意外损坏。6.1.2工作条件试验6.1.2.1电气连接电气连接应按加速度计的产品技术条件进行电气连接。OA轴水平翻滚试验(摆态试验)OA轴水平翻滚试验状态(摆态试验)如下：除特别说明外，所有试验条件应满足5.1的要求。将分度头置于00时，加速度计的输入基准轴与水平面的夹角应满足产品技术条件的要求，输出基准轴平行于旋转轴，摆基准轴垂直向下。当分度头旋转至900时，输入基准轴正方向垂直向上。试验之前加速度计及安装夹具应达到热平衡。PA轴水平翻滚试验(门态试验)PA轴水平翻滚试验状态(门态试验)如下：a)除特别说明外，所有试验

11、条件应满足5.1的要求。将分度头置于00时，加速度计的输入基准轴与水平面的夹角应满足产品技术条件的要求，输出基准轴垂直向下，摆基准轴平行于旋转轴。当分度头旋转至900时，输入基准轴正方向垂直向上。试验之前加速度计及安装夹具应达到热平衡。6.2一般试验6.2.1外观检查按加速度计的设计图样要求，检查标记、外观质量、尺寸等。6.2.2质量按加速度计的设计图样要求，称量加速度计的质量。阻抗目的检测加速度计电路间的阻抗。6.2.3.2试验设备按产品技术条件规定的阻抗电阻测量设备。6.2.3.3试验状态试验状态条件按6.1.1.6.2.3.4试验方法加速度计处于非工作状态，按产品技术条件的要求，测量其规

12、定点的阻抗和电阻。6.2.4绝缘电阻目的检测加速度计的独立电路间以及独立电路与外壳间的绝缘电阻。6.2.4.2试验设备按产品技术条件规定的兆欧表。6.2.4.3试验状态试验状态按6.1.1.6.2.4.4试验方法加速度计处于非工作状，按产品技术条件规定的要求，测量其规定点的绝缘电阻。6.2.5绝缘介电强度目的通过检测加速度计独立电路间以及独立电路与外壳间的泄漏电流，确定工作电压范围内以及由于电源通断、电源电压浪涌等原因造成超出工作电压的范围的情况下加速度计的电路能否正常工作。6.2.5.2试验设备按产品技术条件规定的抗电试验器。6.2.5.3试验状态试验状态按6.1.1。6.2.5.4试验方法

13、加速度计处于非工作状态，按产品技术条件规定的测量点和电压值及电压变化率，将试验电压从零均匀地上升到规定电压值，保持规定的时间，随后按规定的电压变化率降至零。试验期间应无击穿、跳火花或电晕现象发生，泄漏电流应在规定范围内。此试验不宜重复进行，必需重复时，试验电压应降为前次试验电压的80%。6.2.6密封性目的检测加速度计的密封性。6.2.6.2试验设备充液加速度计包括双目显微镜、真空室等。充气加速度计包括检漏仪或浸泡液体（按产品技术条件）、真空室等。6.2.6.3试验状态试验状态按6.1.1.6.2.6.4试验方法试验方法如下：a）充液加速度计：将加速度计表面清洗干净后，置于真空室内抽真空至规定

14、气压，在规定温度下，经过规定的时间后将其取出，用显微镜检测有无漏液；b）充气加速度计：将加速度计放入真空室内抽真空至规定气压，保持规定的时间，在规定温度下，用检漏仪检测气体的泄漏；或将加速度计放入浸泡液中然后再放入真空室内抽真空至规定气压，保持规定的时间，在规定温度下，观察有无气泡溢出，注意区分气泡是由漏气产生还是因外表吸附气体所引起的。6.2.7磁泄漏目的确定加速度计附近的漏磁场。6.2.7.2试验设备试验设备包括磁场检测仪器、无磁安装夹具。6.2.7.3试验状态将无磁安装夹具安装与固定基座上，在不安装加速度计的情况下测试安装夹具附近的磁场。之后安装加速度计。6.2.7.4试验方法加速度计不

15、通电，按规定测试加速度计附近的漏磁强度。之后给加速度计通电，按规定测试加速度计附近的漏磁强度。6.2.7.5试验结果加速度计非工作状态的磁泄漏等于加速度计不通电时测得的最大漏磁场强度减去不安装加速度计的情况下的磁场强度。加速度计工作状态的磁泄漏等于加速度计通电工作时测得的最大漏磁场强度减去不安装加速度计的情况下的磁场强度。6.3工作性能测试测试加速度计的工作性能。6.3.1功能性检测目的检测加速度计的各种功能性参数。6.3.1.2试验设备试验设备包括分度头、安装夹具、加速度计工作和测试所需的测试仪器。6.3.1.3试验状态按6.1.2.1和6.1.2.2（或6.1.2.1和6.1.2.3）进行

16、。6.3.1.4试验方法按照产品技术条件检测加速度计的各项功能性参数（如传感器电零位、传感器的相位和极性、力矩器极性、自检测力矩器极性、自检测功能、输入电流、输出信号波形等）。6.3.2噪声目的确定加速度计输出信号中的噪声特点。6.3.2.2试验设备试验设备包括分度头和安装夹具、及速度及工作和测试所需的测试仪器，频谱分析仪等。6.3.2.3试验状态按6.1.2.1和6.1.2.2（或6.1.2.1和6.1.2.3）进行。并应使试验地基环境振动等背景噪声减至最小。6.3.2.4试验方法在加速度计信号读出电阻两端不接滤波装置，测量加速度计信号中的交流分量，并同时用示波器进行监测。转动分度头，改变输

17、入加速度，测量输出信号中的交流分量。如果噪声特性是通过计算其功率谱密度值PSD、艾伦方差或偏离其平均输出的均方根有效值进行的，则测试时加速度计输入基准轴IA因取垂直方向，并采用频谱分析仪进行高速数据采集和快速博立叶变换（FFT）分析，或用较慢的采样速率在较长的时间跨度上进行数据采集和处理。6.3.2.5试验结果加速度计输出信号中的噪声常用交流分量的有效值来表示，或用功率谱噪声密度值PSD、艾伦方差表示。6.3.3静态多点试验目的在重力场内进行多点翻滚测试以分离出加速度计模型方程的各项系数。试验设备试验设备包括分度头和安装夹具、加速度计工作和测试所用的仪器等。6.3.3.3试验状态按6.1.2.

18、1、6.1.2.2和6.1.2.3进行。6.3.3.4试验方法按摆态和门态进行试验。如果摆态测试和门态测试的数据一致性好，或根据实际使用安装状态，则可以简化只作其中一种安装状态的测试，方法如下。：a）将分度头按顺时针方向旋转，取等角增量0=36Oo/n，在n个角度位置上进行测试，各n转角0为：0。、0、20、k0、（n-1）0。nnnn在每一角位置上按产品技术条件要求连续测量多组加速度计的输出值E；b）接着，将分度头按顺时针方向旋转到3600,然后再逆时针方向旋转分度头，按角度递减顺序，重复上述n个角度位置的测试。6.3.3.5试验结果试验数据处理如下：a）分别计算分度头顺时针旋转和逆时针时各

19、位置输出值的平均值；b）参照附录A进行数据处理，分离出模型方程系数的最佳估计值，各系数的标准偏差和拟合误差；c）一般状况下，两种安装状态下分离的系数应无明显差异。取两种状态下的平均值作为该系数的最佳估计值；d）求得滞环误差H=AE/K（6）式中：H滞环误差；E测试数据中顺时针和逆时针旋转时输出平均值之差的最大值。以上计算的滞环误差中包括时间漂移误差和温度漂移误差在内，应尽量避免。如某一位置上的飘逸较大，可以单独在该位置上进行顺时针和逆时针旋转，再求出滞环误差。对于在低加速度环境下使用的加速度计，可在精密离心机上进行小加速度翻滚试验分离其系数。对于在高加速度环境下使用的加速度计，应在精密离心机上

20、进行高加速度翻滚试验分离其系数。本翻滚试验是在正负一个重力加速度的重力场内进行的多点翻滚测试，其系数分离的精度，特别是高阶系数的分离精度受局限。6.3.4四点翻滚试验目的确定加速度计的偏值K、标度因数K、二阶非线性系数K、输入轴安装误差&和&。0120p试验设备试验设备包括分度头和安装夹具、加速度计工作和测试所需的仪器等。试验状态按6.1.2.1和6.1.2.2（或6.1.2.1和6.1.2.3）进行。6.3.4.4试验方法将分度头按顺时针方向旋转，依次使转角在0、90、180、270四个位置上，按产品技术条件要求连续测量多组加速度计的输出值E。；接着，将分度头按顺时针方向旋转到360，然后再

21、逆时针方向旋转分度头，使其转角分别在270、180、90、0四各位置上，按产品技术条件要求测量多组加速度计的输出值E。6.3.4.5试验结果试验结果如下：a）分别计算分度头顺时针旋转和逆时针旋转时个位置输出值的平均值；b）计算公式（7）-（11）:(7)(8)E-ETOC o 1-5 h z902702gE+E=01802K1-E+E-E+EK=090180270(9)22Kg21E-E1800(10)2K1E-E0180(11)2K1式中：E、E、E、E分别为0、90、180、270位置顺转和逆转的总平均值。090180270按上述方法求取的标度因数K1中包含三阶非线性系数屯的影响。按上述方

22、法求取的K2为一个重力加速度重力场内的二阶非线性系数，如在高重力加速度下使用应进行精密离心机试验。&、&分别按6.1.2.2（摆态试验）和按6.1.2.3（门态试验）安装状态下的测试数0p据求得的安装误差角。6.3.5两点法试验目的确定加速度计的偏值K。、标度因数屯。试验设备试验设备包括分度头和安装夹具、加速度计工作和测试所需的仪器等。试验状态按6.1.2.1和6.1.2.2（或6.1.2.1和6.1.2.3）进行。试验方法将分度头转角旋转到90位置上，按产品技术条件要求连续测量多组加速度计输出值E90；接着，将分度头旋转至270位置上，按产品技术条件要求连续测量多组加速度计输出90值E270

23、。6.3.5.5试验结果根据测试值，按公示（12）计算偏值K。(12)E+E=902702K1标度因数的计算公式（7）。按上述两点法求取的偏值K。、标度因数K1中分别含有屯、K3等系数在内。6.3.6阈值、分辨率和死区目的确定在不同加速度输入时，在给定的加速度输入增量的条件下，加速度计的输出能否大于按标定的标度因数计算的变化量的50%。试验设备试验设备包括分度头和安装夹具、加速度计工作和测试所需要的仪器等。试验状态按6.1.2.1和6.1.2.2（或6.1.2.1和6.1.2.3）进行。注意在旋转分度头时应平稳缓慢。试验方法试验方法如下：a）阈值1）将分度头转到8=0（零g）,测量加速度计的输

24、出值；2）计算和要求的阈值相对应的角度增量；3）将分度头的位置转至+A0，测量加速度的输出值，然后回到0位置，测量加速度计的输出值。4）将分度头的位置转至-A0，测量加速度的输出值，然后回到0位置，测量加速度计的输出值。5）重复3）、4）三次；6）如需要精确计算加速度的阈值时，可将逐渐减小进行测试。b）分辨率1）转动分度头，使输入加速度值不为零（推荐小于等于0.5个重力加速度），测量加速度计的输出值。2）计算与要求的分辨率相对应的角增量e。3）将分度头位置按相应的A0转到，测量加速度的输出值。共递增测试3次以上，测量各次的输出值。c）死区:1）对于数字量输出加速度计，转动分度头，使其处于“零输

25、出”附近；2）计算和死区大小相对应的角度增量8；3）以角度增量A0逐步转动分度头，测量加速度的输出，分度头转动的方向应使加速度计的输出改变极性。试验结果试验结果如下:a）计算加速度计增量a:i首先计算对应于每个角度增量厶8的加速度增量a见公式（13）iAa二g-sin+A0）sin0（13）iii式中:a加速度增量，单位为重力加速度（g）；i8分度头起始转角，单位为弧度（rad）；i(16)8相对于起始角度8的角度增量A0，单位为弧度（rad）。ib）加速度计的理想输出增量E见公式（14）：E=KXAa（14）1ic）计算每一角增量位置加速度计输出增量的平均值E；Pd）比较实际输出增量的平均值

26、E和理想输出量E之比，当PAEPxlOO%50%AE则其阈值、分辨率或其死区即为合格。对于为给定阈值、分辨率或其死区的加速度计，可按上述方法逐步递增或递减a求取i其参数的大小。加热时间目的确定加速度计在规定的环境下通电后能够进入稳态输出值的某一范围时所需要的时间。试验设备试验设备包括分度头和安装夹具、加速度计动作和测试所需要的仪器及环境试验设备等6.3.7.3试验状态按6.1.2.1和6.1.2.2（或6.1.2.1和6.1.2.3）进行。试验方法将分度头转至0或90位置；将加速度计周围的温度升至规定温度，并达到热平衡；加速度计通电，测量加速度计输出随时间的变化，直到输出数值稳定到所要求的范围

27、为止试验结果从加速度计通电到输出进入规定的稳态输出值的某一范围的时间即为加温时间。短期稳定性目的确定加速度计的偏值K。、标度因数K1在短期通电过程中的稳定性。试验设备试验设备包括分度头和安装夹具，加速度计工作和测试所需的仪器等。6.3.8.3试验状态按6.1.2.1和6.1.2.2（或6.1.2.1和6.1.2.3）进行。试验方法试验方法如下：a）在加速度计通电稳定后，按6.3.4进行四点翻滚测试；b）加速度计不断电，每隔规定的时间重复a），重复次数按产品技术条件确定。试验结果根据n次测试值分别计算各次的系数平均值和标准偏差。应满足产品技术条件要求。偏值K。的计算方法见公式（15）（16）：K

28、oiK=（15）onK偏值的平均值，单位为重力加速度（g）；1K.第i次测试所得偏值，单位为重力加速度（g）；0in测试次数；偏值的标准偏差，单位为重力加速度（g）。K0标度因数K勺计算方法见公式（17）（18）：K1iTOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark237 o Current Document K=（17）1n：（K-K）21i1b/K/K（ HYPERLINK l bookmark79 o Current Document k1in一1i式中：K标度因数的平均值，单位为伏特每重力加速度（v/g）；1K第i次测试所得标度因数，单位为伏特每重力加速度（V/g

29、）等；1ib/K标度因数的标准偏差。K116.3.90g/1g稳定性目的确定加速度计在输入加速度计为0g/1g时，在一次通电的情况下，其输出值的稳定性。试验设备试验设备包括分度头和安装夹具、加速度计工作和测试所需的仪器等。试验状态按6.1.2.1和6.1.2.2（或6.1.2.1和6.1.2.3）进行。试验方法使加速度计的输入轴处于水平或垂直状态，输入加速度为0g/1g；在加速度计通电稳定后，开始测试输出，取等间隔时间进行测试，测试时间不少于3h,至少取12组数据。试验结果根据全部测试值分别计算平均值和标准偏差。应满足产品技术条件要求。6.3.10长期稳定性6.3.10.1目的确定加速度计的偏

30、值K。、标度因数K1在长期通电过程中的稳定性。6.3.10.2试验设备试验设备包括分度头和安装夹具、加速度计工作和测试所需的仪器等。6.3.10.3试验状态按6.1.2.1和6.1.2.2（或6.1.2.1和6.1.2.3）进行。6.3.10.4试验方法加速度计按产品技术条件规定时间连续通电工作，按6.3.4进行四点翻滚试验。试验间隔时间和试验次数按产品技术条件确定。6.3.10.5试验结果用最小二乘法对各次测试的偏值、标度因数的数值进行最佳线性拟合。确定测试值相对于最佳拟合直线的标准偏差，以及拟合直线的斜率。应满足产品技术条件要求。6.3.11重复性目的确定加速度计在断电冷却后再次通电工作的

31、偏值K。、标度因数K勺重复性。根据重复性测试周期的长短，可分为短期重复性和长期长期重复性。6.3.11.2试验设备试验设备包括分度头和安装夹具、加速度计工作和测试所需的仪器等。6.3.11.3试验状态按6.1.2.1和6.1.2.2（或6.1.2.1和6.1.2.3）进行。6.3.11.4试验方法试验方法如下：a）在加速度计通电稳定后，按6.3.4进行四点翻滚试验；b）加速度计断电，间隔一段时间后再通电按a）测试，间隔时间按产品技术条件；c）重读a）和b）,重复次数按产品技术条件。试验结果分别计算各次试验的偏值、标度因数等系数，再计算各系数的平均值和标准偏差。6.3.12通断电滞后误差目的确定

32、加速度计通断电后摆从任意限制器位置移动至工作零位时的滞后。试验设备试验设备包括分度头和安装夹具、加速度计工作和测试所需的仪器等。试验状态按6.1.2.1和6.1.2.2（或6.1.2.1和6.1.2.3）进行。6.3.12.4试验方法试验方法如下：a）将分度头转至0,启动加速度计；b）将分度头转至90按产品技术条件规定切断加速度计电源若干秒（一般为30秒），然后重新接通电源。c）将分度头转至0,测量加速度计的输出Eoi；d）将分度头转至270，按产品技术条件规定切断加速度计电源若干秒（一般为30秒），然后重新接通电源。e）将分度头转至0,测量加速度计的输出E02。试验结果按下式计算通断电滞后误

33、差Hy见公式（19）,K1可使用6.3.3或6.3.4的试验结果：(19)E-E=0102K1式中：H通断电滞后误差，单位为重力加速度（g）oy也可按正负一个重力加速度通断电输出的差值来计算通断电滞后误差；亦可按类似于磁滞回线的方法绘制出其输出的滞环回线。6.3.13灵敏度目的确定加速度计的偏值、标度因数屯、等参数在下列条件改变时引起的变化量。这些条件可包括：a）输入激励电压；b）输入激励频率；c）工作温度；d）温度梯度；e）温度变化速率；f）外磁场：g）大气压力；h）产品技术条件规定的其它外界条件。6.3.13.2试验设备试验设备包括分度头和安装夹具、加速度计工作和测试所需的仪器、改变正常条

34、件所需的仪器、设备等。6.3.13.3试验状态按6.1.2.1和6.1.2.2（或6.1.2.1和6.1.2.3）进行。6.3.13.4试验方法在其他条件都相同的情况下，改变6.3.13.1中的某个条件，方法按产品技术条件，测试加速度计的输出，计算偏值和标度因数的敏感度。6.3.13.5试验结果按产品技术条件加速出加速度计各参数的灵敏度。6.3.14电磁兼容试验目的测定加速度计在各种电磁干扰环境下的电磁兼容性。试验设备试验设备包括加速度计工作和测试所需的仪器和按GJB152规定的仪器设备。试验状态按6.1.2和GJB152及产品技术条件进行。试验方法按GJB151、GJB152及产品技术条件要

35、求进行试验。试验结果确定加速度计是否满足GJB151、GJB152及产品技术条件的要求。6.3.15温度模型和温度滞环目的建立加速度计各系数的温度模型，确定模型残差和温度循环时的温度滞环。5.2试验设备试验设备包括分度头和安装夹具、加速度计工作和测试所需的仪器、温控试验箱等。试验状态按6.1.2.1和6.1.2.2（或6.1.2.1和6.1.2.3）进行。加速度计应处于温控试验箱内。试验方法按产品技术条件要求，在加速度计工作的温度范围（T土nATC）内，按下列次序连续改变环境温度：T,T+AT,T+（n-l）AT,T+nAT,T+（n-l）,+AT,T,T-AT,，T-（n-l）AT,T-nA

36、T,T-（n-l）AT,：T-AT,T在每一温度点上稳定后，按6.3.4进行四点翻滚试验，得到此时加速度的偏值、标度因数、按安装误差。6.3.15.5试验结果对加速度的偏值、标度因数、按安装误差等参数在各温度点上的数值相对于温度进行最小二乘法多项式拟合，计算拟合残差（即实际值和拟合值之差）。如进行温度循环试验，可以求出各温度点的滞环。6.3.16旋转标定目的标定在高速率旋转状态下加速度计模型方程中的自旋修正系数（或角速度灵敏度）和叫加速度系数。本试验通常只在产品设计阶段进行。6.3.16.2试验设备试验设备如下：a）单轴（或多轴）速率转台（单轴台测试时需要将加速度计重新安装）；b）速率转台专用

37、安装夹具；c）加速度计工作和测试所需的仪器。6.3.16.3试验状态将加速度计按装于专用夹具上，以加速度计分别绕IA、PA、OA轴或绕其角平分线方向转动。试验方法按下了顺序绕IA、PA、OA轴和其角平分线方向转动。角加速度（x）和角速度（y）可以取多点，最大值按产品技术条件要求，时间T2按产品技术条件：a）静态测试，时间按产品技术条件；b）以角加速度为+x转动秒；c）以角速度为+y（+y=x片）转动T?秒；d）角加速度为-x转动2,秒；e）以角速度为-y（-y=-xT1）转动T2秒；f）以角加速度为+x转动秒；g）静态测试，时间按产品技术条件。记录转台转角、速率和被测仪表输出，以及其它有关参数

38、如温度以及数据采集系统的速率等。试验结果利用转台的转动和时间的关系以及由其它标定试验得到的标定因数和非线性系数，根据加速度计的输出可以计算用出加速度计的自旋修正系数K和偏值、安装误差以及摆的质心spin到转台转动中心间的摆长坐标。可采用最小二乘法估计或卡尔曼滤波估计。6.3.17输入量程和过载离心机试验目的确定加速度计输入加速度计量程和耐过载能力。6.3.17.2试验设备试验设备包括安装夹具、加速度计工作和测试所需的仪器、功能性离心机等。6.3.17.3试验状态试验状态如下：a）一般试验状态按6.1；b）加速度计通过安装夹具固定在离心机转臂上:正向输入，加速度计是输入基准轴沿旋转半径并指向离心

39、机旋转轴；反向输入，即加速度计输入基准轴沿旋转半径并背向离心机旋转轴；c）确定离心机旋转轴至加速度计检测质量质心的半径。6.3.17.4试验方法试验方法如下：a）启动离心机，按产品技术条件要求增大输入加速度至规定值（包括最大输入量程和过载）；b）在产品技术条件的要求的各输入加速度点上测试加速度计的输出，观察输出波形；c）改变安装方向，以改变加速度输入方向，重复a）、b）o6.3.17.5试验结果绘制出加速度计的输出和输入加速度的关系曲线。6.3.18精密离心试验目的确定加速度模型方程中的非线性系数K、K、K等。23oq试验设备试验设备包括安装架夹具、加速度计工作和测试所需的仪器、精密离心机等。

40、试验状态试验状态如下：a）一般测试状态按6.1；b）加速度计通过安装夹具固定在离心机转臂上：c）“门”状态安装时：正向输入，加速度计是输入基准轴沿旋转半径并指向离心机旋转轴，摆基准轴在水平面内，输出基准轴垂直向下；反向输入，即加速度计输入基准轴沿旋转半径并背向离心机旋转轴，摆基准轴在水平面内，输出基准轴垂直向下，安装误差应满足产品技术条件要求。；d）“摆”状态安装时：正向输入，加速度计是输入基准轴沿离心机转臂并指向离心机旋转轴，摆基准轴垂直向下，输入基准轴在水平面内；反向输入，即加速度计输入基准轴沿离心机转臂并背向离心机旋转轴，摆基准轴垂直向下，输出基准轴在水平面内。安装误差应满足产品技术条件

41、要求。6.3.18.4试验方法试验方法如下：a）通过测量和计算或通过在离心机上的输出等于重力场一个重力加速度时输出的办法确定加速度计检测质量质心至离心机转轴中心之间的距离；b）启动离心机，使作用在加速度计检测质量上的等效加速度从一个重力加速度开始至最大输入加速度之间基本等间隔地选择若干个（一般不少于8个）试验加速度值。输入加速度有小到大。然后由大到小。同时记录离心机向心加速度和加速度计的输出值；c）改变安装方向为反向输入状态，重复a）、b）o6.3.18.5试验结果根据加速度计各输入加速度值与相对输出值，用最小二乘法对各次测试数据进行系数分离，可求得K、K、K的最佳估计值、标准偏差和拟合误差。

42、23oq分离交叉耦合系数K、K、K和交叉轴非线性系数K、K等可改变坐标轴在离心机转ipiopoppoo臂上的安装方向，并保证检测质量质心至离心机转轴中心的距离不变，进行大加速度下的翻滚试验，具体方法见IEEEStd836-2001线加速度计精密离心机试验规范。6.3.19阶跃响应试验目的通过点模拟的方法测定加速度计伺服系统在阶跃电信号输入情况下的超调量、震荡次数和过度过程时间等有关动态指标。6.3.19.2试验设备试验设备包括安装夹具、加速度计工作和测试所需的仪器、低频信号发生器、示波器等。6.3.19.3试验状态试验状态如下：a）一般试验状态按6.1；b）加速度计试验连接如图2；BC伺服电路

43、限流电阻读出电阻传检测力厂感质量袒器器（卩夹在A-B端之间的悬浮试验信号电压；i卩从B-C端测量的加速度计输出信号；0Rt力矩器绕组电阻图2加速度计动态特性测试的电气连接试验方法调整低频信号发生器输出的阶跃信号的幅值大小。调整示波器旋钮处于适当位置，以使示波器上出现高度和宽度适当的阶跃相应曲线。从示波器的读出超调量、振荡次数和过度过程时间（在稳态值5%以内）。改变加速度计的输入加速度，观察并记录阶跃响应曲线有无显著变化。试验结果将测试值与产品技术条件的规定值比较，确定加速度计的动态指标是否满足要求。6.3.20电模拟法开环频率特性试验目的用电模拟法测定加速度计的开环频率响应。6.3.20.2试

44、验设备试验设备包括分度头安装夹具、频率响应分析仪、信号发生器、数字电压表等。6.3.20.3试验状态加速度计的安装按6.1.2.1和6.1.2.2或6.1.2.3进行。在加速度计伺服回路的适当位置断开回路。6.3.20.4试验方法在如图2所示的A点和C点之间加入正弦激励信号，信号频率变化范围按产品技术条件定。测量电阻R两端电压和解调器输出端电压以及两者间的相位。6.3.20.5试验结果计算解调器输出电压R两端测得的输入电压分贝比值，绘制出幅频特性和相频特性。电模拟法闭环频率特性试验目的用电模拟法测定加速度计系统的闭环频率响应。试验设备试验设备包括分度头和安装夹具、频率响应分析仪、信号发生器、数

45、字电压表、示波器等。6.3.21.3试验状态加速度计的安装按6.1.2.1和6.1.2.2（或按6.1.2.1和6.1.2.2）进行。6.3.21.4试验方法如图2所示的A和B点间加入正弦激励信号，信号的幅值保持不变，频率由低频到高频逐步提高，信号的频率变化范围按产品技术条件定，测量各试验点的频率、电阻R两端输出信号的幅值和相位。6.3.21.5试验结果计算输出电压和输入电压分贝比值，绘制出加速度计的幅频特性和相频特性，得到谐振频率K、谐振峰高M、和系统带宽f（3dB）。0pb机械振动法频率响应试验目的用机械振动的方法确定加速度计的频率特性。试验设备试验设备包括安装夹具、加速度计工作和测试所需

46、的仪器、频谱分析仪、示波器、数字电压表、精密线振动台等。6.3.22.3试验状态试验状态如下：a）一般试验状态按6.1；b）将加速度计通过安装夹具固定在振动台上，加速度计输入轴与振动加速度输入方向一致。在试验前加速度应达到热平衡。试验方法按产品技术条件规定的振动参数进行振动试验，用电压表测量加速度计的交流输出电压，用示波器观察输出波形，或者用频谱分析仪测量法加速度计的输出，同时记录振动的频率。试验结果根据不同频率下的加速度计输出值和输入振动加速度的值，绘制出加速度计的幅频特性和相频特性，得到机械振动法的谐振频率/、谐振峰高M、和系统带宽A（-3dB）。0pb振动试验（标定非线性系数）目的利用加

47、速度计在高加速度振动条件下产生的振动整流误差确定加速度计模型方程中的非线性系数。试验设备试验设备包括安装夹具、加速度计工作和测试所需的仪器、精密线振动台等。6.3.12.3试验状态试验状态如下：a）一般试验状态按6.1；b）将加速度计通过安装夹具固定在振动台上，根据需要标定的非线性系数如K、K、K、K、K、K来确定振动加速度沿IA、PA、OA轴的输入方向。在试验前2ppooipiopo加速度应达到热平衡。参见录B。6.3.23.4试验方法在加速度计通电并输出稳定后，记录其输出值即振前输出。启动振动台，按产品技术条件确定振动参数，在规定的若干频率上进行定频振动，用电压表测量加速度计的直流输出电压

48、。或用计数器测量定时计数的总脉冲数，数据采集时间尽可能为振动周期的整数倍。振动结束后，测量加速度计的震后输出。6.33.23.5试验结果根据试验结果，计算加速度计在各频率下振动的输出E.,振前和振后的输出平均值E。is在计算时应考虑去除试验中温度、电磁场等影响因素。振动整流误差AV（f）的计算公式（20）AV（f）=（E-E）/K（20）is1AV（f）振动整流误差；E加速度计在各频率下振动的输出，单位为伏特（V）、毫安（mA/等；iE振前和振后的输出平均值Es，单位为伏特（V）、毫安（mA）等。ss这里AV（f）是频率的函数。如当试验频率点足够多时，即可绘出振动整流误差和频率的关系曲线。振动

49、整流误差AV（f）除以该频率点的振级（以g的均方根表示）大小的平方，即为振动整流误差系数。非线性系数K、K、K、K、K、K、K等的计算参见附录23ppooipiopoB。振动和冲击试验（标度因数和偏值）目的当加速度计工作在较高的振动和冲击环境中，其在重力场翻滚试验中得到的标度因数和偏值不适用时，可利用振动和冲击试验来标定加速度计的系数。试验设备试验设备如下：a）安装夹具；b）加速度计工作和测试所需的仪器；c）电磁振动台；d）跌落式冲击台；e）激光干涉仪（用以测量振动台和冲击台的位移）。6.3.24.3试验状态试验状态如下：a）一般试验状态按6.1；b）将加速度计通过安装夹具固定在振动台或冲击台

50、上，IA轴沿振动方向或冲击方向并处于垂直方向。是加速度计在工作温度上稳定。试验方法按产品技术条件确定的条件进行振动试验或冲击试验，采用高速数据采集方式测试加速度计的输出，用激光干涉仪记录试验设备的位移。试验结果利用加速度计的初始模型方程系数和初始位移条件，将加速度计的输出进行积分，可得到试验中加速度计的位移和速度。计算上述结果与激光干涉仪输出结果的差值，计算这些差值对加速度计系数和初始位移条件的偏导数，对这些偏导数进行最小二乘法迭代，直至结果收敛为止。除此之外，还可以用卡尔曼滤波或系数辨识方法求得系数K0、K1。6.4寿命试验6.4.1储存寿命目的通过检测加速度计在规定的储存条件下和储存器内性

51、能参数是否满足其技术要求，来判定加速度计在储存期内的性能是否满足要求。6.4.1.2试验设备试验设备包括分度头和安装夹具、加速度计工作和测试所需的仪器等。6.4.1.3试验状态在试验前和试验后测试加速度计的状态按6.1.2.1和6.1.2.（2或6.1.2.1和6.1.2.3）进行。试验方法储存前，按产品技术条件规定的测试项目相应的测试方法进行测试。在规定的储存环境条件下进行储存。此时加速度计应采用规定包装。储存期结束时，按产品技术条件规定的测试项目和相应的测试方法进行测试。试验结果比较性能参数是否满足产品技术条件的技术要求，以确定储存寿命是否达到要求。6.4.2工作寿命目的确定加速度计的工作

52、寿命。6.4.2.2试验设备试验设备包括分度头和安装夹具、加速度计工作和测试所需的仪器等。6.4.2.3试验状态测试加速度计的准备按6.1.2.1和6.1.2.2（或6.1.2.1和6.1.2.3）进行。6.4.2.4试验方法按产品技术条件的规定，加速度计在规定时间内通电工作，每隔规定时间进行测试。加速度计在试验期间，可以连续通电，也可以断续通电，最后计算累计工作时间。6.4.2.5试验结果比较性能参数是否满足产品技术条件的技术要求，以确定工作寿命是否达到要求。6.5可靠性试验6.5.1试验室可靠性试验目的抽样选取有代表性的加速度计进行试验以确定其平均故障时间间隔（MTBF）。试验设备试验设备

53、包括安装夹具、加速度计工作和测试所需的仪器等。试验状态一般试验状态按6.1。试验方法按6.3.4进行四点翻滚试验，得到抽样加速度计的K0、KJ直，并按规定的每个加速度计至少通电时间，总计规定时间进行试验。如被试产品在试验过程中出现故障即被撤下，此方法称为无替换定时截尾试验。如被试产品出现故障后可用另一合格产品换上继续试验则称为有替换定时截尾试验。试验方法中的间隔时间、环境条件等由产品技术条件规定。试验结果试验结果如下：a）无替换定时截尾试验：设被试验加速度计数为n,规定试验时间为t0。在试验过程中有r个加速度计发生故障停止试验，其余加速度计均试验到t0未发生故障，则被试加速度计总累计工作时间T

54、见公示（21）：T=t+（n-r）t（21）i0i=1式中：T被试加速度计总累计工作时间，单位为小时（h）。t第i个加速度计发生故障的时间,，单位为小时（h）。it0规定试验时间，单位为小时（h）。b）有替换定时截尾试验：加速度计总累计工作时间T见公示（22）：T=nt（22）0c）加速度计的平均故障间隔时间MTBF的置信下限见公式（23）：MTBF=K-（23）r式中：K与故障数r与置信度有关的系数，可从附录C的表C.1查到；r试验中发生故障的加速度计数。d）当n个加速度计工作到t0时刻都未出现故障时，则加速度的平均故障间隔时间MTBF的下限直见公式（24）：1MTBF=T/In一（24）a

55、式中：结果出现错误的小概率。为了计算方便，表一给出不同的a对应的1/In丄a表1对应的1/In丄的值a5%10%15%20%25%30%50%1/Ina0.33380.43430.52710.62130.72130.83061.4436.5.2现场可靠性试验按现场统计的方法进行可靠性试验，按6.5.1的方法进行计算MTBF。6.6环境试验目的确定加速度计在规定的环境条件下的性能是否满足要求。试验设备试验设备包括环境试验设备、安装夹具、加速度计工作和测试所需的仪器等。试验状态按产品技术条件要求进行。试验方法按产品技术条件要求进行。试验结果比较性能参数是否满足产品技术条件要求，以确定加速度计是否达

56、到环境试验要求。附录A（资料性附录）加速度计静态多点试验A.1目的静态多点试验是将加速度计安装与分度头上，利用分度头在重力场内进行静态翻滚，测试加速度计的输出。试验的目的包括：标定加速度计的模型方程系数的最佳估计值和标准偏差；确定模型方程系数的稳定性。A.1试验状态因加速度计对自由落体加速度不敏感，所以作用在加速度计检测质量上的重力等效于一个向上重力加速度所产生的惯性力。2.1绕OA轴旋转安装位置（摆态试验）加速度计安装状态按6.1.2.2。此时作用在加速度计各基准轴的加速度与分度头转角0的关系见公式（A.1）a=gsin0ia=gcos0（A.1）pa=00式中：a，a，a分别沿IA、PA和

57、OA轴作用的加速度，单位为（g）。ipoA.2.2绕PA轴旋转安装位置（门态测试）加速度计安装状态按6.1.2.3。此时作用在加速度计各基准轴的加速度与分度头转角e的关系见公式（a.2）a=gsin0i0a=0pA.3谐波分析法在进行静态翻滚试验时，分度头转角e取等角度间隔，即角度增量e=360/n。n为测n试点数，可根据待求系数和统计要求决定，常取n大于或等于待求系数的两倍，故各转角e为：00,0,20,k0,（n-1）0nnnnn，k为整数，0k（n-1）在此条件下，可按谐波分析法进行分析。将公式（A.1）带入公式（1），并运用三角恒等式作小角度近似，忽略测试数据中的噪声和非模型化误差等项

58、公式（1）可展开为傅氏级数，见公式（A.3）：A.3)E=A+Asink0+Asin2k0+Asin3k0+Bcosk0+Bcos2k0K01n2n3n1n2n式中：e在分度头转角e=ke时加速度计输出期望值，单位为重力加速度）。kn各傅氏系数见公式（A.4）：1A=K+(K+K)010223A=K+(1+-K)1142A=-1KKA.4)221ipA=-1KK3413B=-K5110B=-1KK、2212傅氏系数的求取按最小二乘法，使各输出期望值Ek和实测值Ek之间的残差rk的平方和r2为最小，见公式（A.5）:kk=0艺r2=（E-E）2（A.5）kkkk=0k=0将公式（A.5）对每一傅

59、氏系数求偏导数并令其为零，可求得各系数见公式（A.6）：A=1艺E0nkk=oA=2乞Esink0nknk=oA=迅Esin2k0TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark131 o Current Document nknA.6)k=0A=迟Esin3k0 HYPERLINK l bookmark135 o Current Document nknk=0B=艺Ecosk0nknk=0B=艺Ecos2k0nknk=0由公式（A.6）可求出摆态测试的模型方程各系数的最佳估计值，见公式（A.7）：K=A+3A113K=(A+B)K001K=-2B/KA.7)K=-4A/K

60、331K=-2A/Kip218=-B/K011对于门态测试，可将公式（A.2）带入公式（1）,化简后的形式如同公式（A.3）残差平方和的公式和傅氏系数的计算公式同摆态测试的公式（A.5）和公式（A.6）。因此，门态测试的模型方程各系数的最佳估计见公式（A.8）：K=A+3A、TOC o 1-5 h z113K=（A+B）K0021K=-2B/K HYPERLINK l bookmark147 o Current Document K=-4A/K（A.8）331K=-2A/Kio218=B/Kp11应指出，上述结果是在假设的初始基准轴取向条件下推导出来的，取向不同，结果也不同例如，在摆态测试状态