JJF 2014-2022 金屬振子式速率陀螺校準(zhǔn)規(guī)范

中華人民共和國國家計(jì)量技術(shù)規(guī)范金屬振子式速率陀螺校準(zhǔn)規(guī)范中國航天電子技術(shù)研究院772所蘇中(北京信息科技大學(xué))付夢印(南京理工大學(xué))劉寧(北京信息科技大學(xué))吳學(xué)忠(國防科技大學(xué))趙萬良(上海航天控制技術(shù)研究所)權(quán)海洋(中國航天電子技術(shù)研究院772所)宋麗君(西安建筑科技大學(xué))I引言 1范圍 2引用文件 4概述 5計(jì)量特性 6校準(zhǔn)條件 6.1環(huán)境條件 6.2校準(zhǔn)用設(shè)備 7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法 7.1校準(zhǔn)項(xiàng)目 7.2校準(zhǔn)方法 8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá) 9復(fù)校時(shí)間間隔 附錄A校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式 附錄B金屬振子式速率陀螺主要參數(shù)不確定度評定示例 JJF2014—2022ⅡJJF1071—2010《國家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》、JJF1001《通用計(jì)量術(shù)語及定義》、JJF1059.1《測量不確定度評定與表示》共同構(gòu)成支撐本規(guī)范制定工作的基礎(chǔ)性系列文件。本規(guī)范編寫時(shí)參考了IEEEStd1431TM—2004《科里奧利原理振動(dòng)陀螺儀的IEEE標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范格式指南和試驗(yàn)方法》、JJF1535—2015《微機(jī)電(MEMS)陀螺儀校準(zhǔn)規(guī)范》、JJF1537—2015《陀螺儀動(dòng)態(tài)特性校準(zhǔn)規(guī)范》和GJB2426A—2004《光纖陀螺儀測試方法》。本規(guī)范為首次發(fā)布。1件，其最新版本(包括所有的修訂單)適用于本規(guī)范。JJF2014—20222PoPoP。Q——輸入角速率，()/s,(°)/h;35計(jì)量特性金屬振子式速率陀螺的主要計(jì)量特性見表1。序號12標(biāo)度因數(shù)非線性度34標(biāo)度因數(shù)不對稱度56標(biāo)度因數(shù)溫度靈敏度7標(biāo)度因數(shù)軸向加速度敏感度89閾值分辨率輸入軸失準(zhǔn)角零偏零偏溫度靈敏度4序號零偏加速度靈敏度角度隨機(jī)游走系數(shù)帶寬輸出延遲時(shí)間s啟動(dòng)時(shí)間s6.1環(huán)境條件1)溫度：(20±5)℃,校準(zhǔn)過程中溫度波動(dòng)量不超過2℃。2)相對濕度：≤85%。3)周圍無強(qiáng)電磁場，無腐蝕性氣體或液體，無強(qiáng)震源。6.2校準(zhǔn)用設(shè)備校準(zhǔn)用設(shè)備及推薦技術(shù)指標(biāo)見表2。1速率轉(zhuǎn)臺10-2(速率0.01°/s～1/s);10-3(速率1°/s～10°/s);10-?(速率≥10°/s)標(biāo)度因數(shù)、標(biāo)度因數(shù)非線性度、靈敏度、閾值、分辨率、輸入軸失準(zhǔn)角、輸入軸失準(zhǔn)角重復(fù)性、啟動(dòng)時(shí)間2溫箱溫度偏差：±2℃溫度波動(dòng)度：1℃溫度均勻度：2℃3雙軸位置轉(zhuǎn)臺角位置精度：±3角位置測量重復(fù)性：±3”標(biāo)度因數(shù)軸向加速度敏感度、零偏加速度靈敏度4角振動(dòng)臺頻率范圍：10Hz～2000Hz角速率范圍：≤30°/s角加速度范圍：≤3000rad/s2帶寬、輸出延遲時(shí)間5表2(續(xù))序號5線振動(dòng)臺加速度范圍：≤200g加速度譜密度誤差：-1.0dB～2.06沖擊臺峰值加速度誤差的絕對值：≤5%7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)項(xiàng)目見表3。項(xiàng)目名稱12標(biāo)度因數(shù)非線性度34標(biāo)度因數(shù)不對稱度56標(biāo)度因數(shù)溫度靈敏度7標(biāo)度因數(shù)軸向加速度敏感度89閾值輸入軸失準(zhǔn)角零偏溫度靈敏度零偏加速度靈敏度JJF2014—20226表3(續(xù))項(xiàng)目名稱帶寬輸出延遲時(shí)間啟動(dòng)時(shí)間7.2校準(zhǔn)方法7.2.1標(biāo)度因數(shù)7.2.1.1校準(zhǔn)程序a)將陀螺固定在速率轉(zhuǎn)臺上，使IRA平行于速率轉(zhuǎn)臺軸；b)在輸入角速率范圍內(nèi)，按GB/T321—2005規(guī)定的R5系列，適當(dāng)圓整、均勻刪除后，選取角速率測量點(diǎn)，在正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)方向輸入角速率范圍內(nèi)，分別不能少于11個(gè)角速率擋，包括最大輸入角速率；c)每個(gè)角速率測量點(diǎn)的陀螺輸出數(shù)據(jù)采樣次數(shù)不少于10次，采樣間隔為1s;d)轉(zhuǎn)臺加電，設(shè)定轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動(dòng)角速率和轉(zhuǎn)動(dòng)方向，先設(shè)正轉(zhuǎn)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)臺，角速度平穩(wěn)后，接通陀螺電源，記錄陀螺輸出，完成采樣次數(shù)后，陀螺斷電，轉(zhuǎn)臺停轉(zhuǎn)；e)設(shè)定同樣的角速率，使轉(zhuǎn)臺反轉(zhuǎn)，方法與d)相同，得到反轉(zhuǎn)輸入角速度下陀螺輸出；f)轉(zhuǎn)臺輸入角速率順次改變，重復(fù)上述步驟。7.2.1.2計(jì)算方法式中：N——采樣次數(shù)。建立陀螺輸入輸出關(guān)系的線性模型：式中：K——標(biāo)度因數(shù)，mV·[(°)/s]-1,mV·[()/h]-1;用最小二乘法求K和F?:7式中：n——輸入角速率個(gè)數(shù)。7.2.2標(biāo)度因數(shù)非線性度和量程7.2.2.1校準(zhǔn)程序校準(zhǔn)程序同7.2.1.1。7.2.2.2計(jì)算方法用公式(6)表示陀螺輸入輸出關(guān)系：式中：F第i個(gè)輸入角速率Ω,所對應(yīng)擬合直線上計(jì)算的陀螺輸出值，mV。按公式(7)計(jì)算陀螺輸出特性的逐點(diǎn)非線性偏差：式中：a;——第i個(gè)輸入角速率Ω,時(shí)陀螺輸出值的非線性偏差；max+、Ωmax-——分別對應(yīng)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時(shí)的最大輸入角速率，(°)/s,(°)/h。按公式(8)計(jì)算標(biāo)度因數(shù)非線性度：式中：K,———標(biāo)度因數(shù)非線性度。陀螺輸入/輸出特性滿足標(biāo)度因數(shù)非線性度性能要求時(shí)，最大輸入轉(zhuǎn)臺角速率即為該陀螺的量程。7.2.3標(biāo)度因數(shù)不對稱度7.2.3.1校準(zhǔn)程序校準(zhǔn)程序同7.2.1.1。7.2.3.2計(jì)算方法分別求出正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)輸入角速率范圍內(nèi)陀螺的標(biāo)度因數(shù)，按公式(9)計(jì)算標(biāo)度因數(shù)不對稱度：JJF2014—20228式中：Ka——標(biāo)度因數(shù)不對稱度；K+———正轉(zhuǎn)輸入角速率范圍內(nèi)陀螺標(biāo)度因數(shù)，mV·[()/s]-1,mV·[()/h]-1;K_——反轉(zhuǎn)輸入角速率范圍內(nèi)陀螺標(biāo)度因數(shù)，mV·[()/s]-1,mV·[()/h]-1。7.2.4標(biāo)度因數(shù)重復(fù)性7.2.4.1校準(zhǔn)程序按7.2.1.1的方法，重復(fù)Q次校準(zhǔn)陀螺標(biāo)度因數(shù)，兩次校準(zhǔn)之間陀螺及其輔助設(shè)備關(guān)機(jī)一定時(shí)間冷卻至室溫。7.2.4.2計(jì)算方法按公式(10)計(jì)算標(biāo)度因數(shù)重復(fù)性：式中：K,—-—標(biāo)度因數(shù)重復(fù)性；Q-——校準(zhǔn)次數(shù)：7.2.5標(biāo)度因數(shù)溫度靈敏度7.2.5.1校準(zhǔn)程序a)將陀螺放置于帶溫箱的速率轉(zhuǎn)臺上，使IRA平行于速率轉(zhuǎn)臺軸；b)根據(jù)陀螺實(shí)際應(yīng)用所需要的溫度范圍，按GB/T321—2005的R5系列適當(dāng)均勻選取溫度校準(zhǔn)點(diǎn)，其中包括室溫；c)陀螺處于室溫條件下，溫箱處于非工作狀態(tài)，接通陀螺電源，預(yù)熱一定時(shí)間，在陀螺溫度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，按7.2.1的方法校準(zhǔn)陀螺標(biāo)度因數(shù)；d)設(shè)置溫度校準(zhǔn)點(diǎn)，當(dāng)溫箱達(dá)到規(guī)定溫度，保溫至陀螺輸出穩(wěn)定，使陀螺達(dá)到熱平衡，按7.2.1的方法校準(zhǔn)陀螺標(biāo)度因數(shù)，在校準(zhǔn)過程中，陀螺始終處于工作狀態(tài)。7.2.5.2計(jì)算方法按公式(11)計(jì)算標(biāo)度因數(shù)溫度靈敏度：式中：K,——陀螺標(biāo)度因數(shù)溫度靈敏度，1/℃;K,———第i個(gè)溫度校準(zhǔn)點(diǎn)的陀螺標(biāo)度因數(shù)，mV·[()/s]-1,mV·[()/h]-1;Km——室溫下的陀螺標(biāo)度因數(shù)，mV·[(°)/s]-1,mV·[(°)/h]-1;T,——第i個(gè)溫度校準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)的溫度，℃;7.2.6標(biāo)度因數(shù)軸向加速度敏感度7.2.6.1校準(zhǔn)程序a)將陀螺固定在雙軸位置轉(zhuǎn)臺上；JJF2014—20229b)接通陀螺電源，預(yù)熱一定時(shí)間，一般不超過30min;c)翻轉(zhuǎn)位置轉(zhuǎn)臺，使陀螺IRA軸正反向分別指天，按7.2.1的方法校準(zhǔn)陀螺標(biāo)度因數(shù)。7.2.6.2計(jì)算方法將IRA軸正反向分別指天時(shí)的標(biāo)度因數(shù)差值作為對應(yīng)軸正負(fù)1g的輸出之差，將該差值除以2g作為陀螺的標(biāo)度因數(shù)軸向加速度敏感度。7.2.7標(biāo)度因數(shù)沖擊前后變化量7.2.7.1校準(zhǔn)程序a)將陀螺固定在沖擊臺，使其某一軸平行于沖擊臺的軸；b)沖擊臺通電，根據(jù)沖擊條件設(shè)置沖擊波形、幅值和時(shí)間；c)根據(jù)沖擊條件，啟動(dòng)沖擊臺；d)沖擊結(jié)束后，按7.2.1的方法校準(zhǔn)陀螺標(biāo)度因數(shù)；e)重復(fù)a)～d),進(jìn)行其他兩個(gè)軸向的沖擊試驗(yàn)。7.2.7.2計(jì)算方法陀螺的每個(gè)軸向分別按公式(12)計(jì)算各軸向標(biāo)度因數(shù)沖擊前后變化量：式中：△K,——j軸向標(biāo)度因數(shù)沖擊前后變化量，mV·[()/s]-1,mV·[()/h]-1;K;2——j軸向沖擊結(jié)束后的標(biāo)度因數(shù)值，mV·[(°)/s]-1,mV·[()/h]-;Kj?——-j軸向沖擊開始前的標(biāo)度因數(shù)值，mV·[()/s]-1,mV·[()/h]-1。按公式(13)計(jì)算標(biāo)度因數(shù)沖擊前后變化量：△K;=max(△K;x,△Ky,△Kiz)式中：△K,——標(biāo)度因數(shù)沖擊前后變化量，mV·[()/s]-1,mV·[()/h]-1;△Kx——X軸向標(biāo)度因數(shù)沖擊前后變化量，mV·[()/s]-1,mV·[()/h]-1;△K;y——Y軸向標(biāo)度因數(shù)沖擊前后變化量，mV·[()/s]-1,mV·[()/h]-1;△Kiz——Z軸向標(biāo)度因數(shù)沖擊前后變化量，mV·[()/s]-1,mV·[()/h]-1。7.2.8標(biāo)度因數(shù)振動(dòng)前后變化量7.2.8.1校準(zhǔn)程序a)校準(zhǔn)前先對夾具進(jìn)行掃頻振動(dòng)測試，其一階共振頻率應(yīng)高于試驗(yàn)頻率，且幅值誤差的絕對值不大于5%;b)將陀螺通過夾具固定在線振動(dòng)臺上，使其某一軸與線振動(dòng)臺的軸平行；c)線振動(dòng)臺通電，根據(jù)正弦掃頻振動(dòng)條件設(shè)置頻率范圍、振動(dòng)幅值和振動(dòng)時(shí)間，或根據(jù)隨機(jī)振動(dòng)條件設(shè)置功率譜密度曲線和振動(dòng)時(shí)間；d)根據(jù)振動(dòng)條件，啟動(dòng)線振動(dòng)臺；e)振動(dòng)結(jié)束后，按7.2.1的方法校準(zhǔn)陀螺標(biāo)度因數(shù)；f)重復(fù)b)～e),進(jìn)行陀螺其他兩個(gè)軸的振動(dòng)試驗(yàn)。JJF2014—20227.2.8.2計(jì)算方法陀螺的每個(gè)軸向分別按公式(14)計(jì)算各軸向標(biāo)度因數(shù)振動(dòng)前后變化量：式中：△K;——j軸向標(biāo)度因數(shù)振動(dòng)前后變化量，mV·[()/s]-1,mV·[(°)/h]-1;Kj2-——j軸向振動(dòng)結(jié)束后的標(biāo)度因數(shù)值，mV·[()/s]-1,mV·[()/h]-1;Kw1——j軸向振動(dòng)開始前的標(biāo)度因數(shù)值，mV·[()/s]-1,mV·[()/h]-1。按公式(15)計(jì)算標(biāo)度因數(shù)振動(dòng)前后變化量：式中：△K,——標(biāo)度因數(shù)振動(dòng)前后變化量，mV·[()/s]-1,mV·[(°)/h]-1;△K,x——X軸向標(biāo)度因數(shù)振動(dòng)前后變化量，mV·[()/s]-1,mV·[()/h]-1;△Ky—-Y軸向標(biāo)度因數(shù)振動(dòng)前后變化量，mV·[(°)/s]-1,mV·[(°)/h]-1;△Kz——Z軸向標(biāo)度因數(shù)振動(dòng)前后變化量，mV·[()/s]-1,mV·[()/h]-1。7.2.9.1校準(zhǔn)程序a)將陀螺固定在速率轉(zhuǎn)臺上，使其IRA平行于速率轉(zhuǎn)臺軸；b)按7.2.1的方法校準(zhǔn)陀螺標(biāo)度因數(shù)K;c)速率轉(zhuǎn)臺以一個(gè)較大輸入角速率Ω;為起點(diǎn)正轉(zhuǎn)，當(dāng)輸入角速率穩(wěn)定后，按7.2.1的方法校準(zhǔn)陀螺輸出值F;d)按依次遞減方式改變速率轉(zhuǎn)臺角速率Ω,并重復(fù)c),校準(zhǔn)正轉(zhuǎn)待定閾值；e)按照相同的方法，校準(zhǔn)反轉(zhuǎn)待定閾值；f)將測得的正、反轉(zhuǎn)待定閾值取絕對值，其最大值即為陀螺閾值。7.2.9.2計(jì)算方法按公式(16)計(jì)算陀螺理論輸出值F:當(dāng)滿足公式(17)時(shí)，相應(yīng)轉(zhuǎn)臺輸入角速率為待定閾值：式中：F,——經(jīng)校準(zhǔn)后的陀螺輸出值，即陀螺實(shí)際輸出減去零輸入時(shí)的陀螺輸出均7.2.10.1校準(zhǔn)程序a)將陀螺固定在速率轉(zhuǎn)臺上，使IRA平行于速率轉(zhuǎn)臺軸；JJF2014—2022b)按7.2.1的方法校準(zhǔn)陀螺標(biāo)度因數(shù)；c)速率轉(zhuǎn)臺以大于陀螺估計(jì)閾值20～50倍的某一個(gè)速率正轉(zhuǎn)；d)按7.2.1.1的方法測量陀螺輸出值；e)按依次遞減方式改變輸入角速率增量值，初始增量值選擇比估計(jì)分辨率大一些，并測量陀螺輸出增量，重復(fù)d),校準(zhǔn)正轉(zhuǎn)待定分辨率；f)按照相同方法，校準(zhǔn)反轉(zhuǎn)待定分辨率；g)將測得的正、反轉(zhuǎn)待定分辨率取絕對值，其最大值為陀螺分辨率。7.2.10.2計(jì)算方法按公式(6)表達(dá)的擬合曲線，由轉(zhuǎn)臺輸入角速率增量計(jì)算出相應(yīng)的陀螺輸出增量，當(dāng)滿足公式(18)時(shí)，相應(yīng)的輸入角速率增量即為待定分辨率：式中：△F,——陀螺輸出增量，mV。7.2.11輸入軸失準(zhǔn)角7.2.11.1校準(zhǔn)程序a)陀螺通過夾具固定在速率轉(zhuǎn)臺上，使OY軸正向朝上，平行于速率轉(zhuǎn)臺軸，記為第一安裝位置；b)速率轉(zhuǎn)臺以給定角速率(轉(zhuǎn)臺允許較大角速率，建議360°/s)正轉(zhuǎn)，開始記錄1min內(nèi)的陀螺輸出；c)速率轉(zhuǎn)臺以相同角速率反轉(zhuǎn)，并記錄1min內(nèi)的陀螺輸出；d)為了消除夾具誤差，將陀螺相對夾具繞IRA旋轉(zhuǎn)180°,記為第二安裝位置，重復(fù)步驟b)和c);e)使陀螺OX軸正向朝上，平行于速率轉(zhuǎn)臺軸，記為第三安裝位置，重復(fù)步驟b)f)為了消除夾具誤差，將陀螺相對夾具繞IRA旋轉(zhuǎn)180°,記為第四安裝位置，重復(fù)步驟b)和c)。7.2.11.2計(jì)算方法按公式(19)～公式(21)計(jì)算IA在yoz平面與IRA的夾角αm:式中：δ1、δ?——在第一、二安裝位置，陀螺IA軸在yoz平面的投影與IRA的偏F(+)、F(2+)——在第一、二安裝位置，轉(zhuǎn)臺正轉(zhuǎn)陀螺輸出量的平均值，mV;F(-)、F(2-)——在第一、二安裝位置，轉(zhuǎn)臺反轉(zhuǎn)陀螺輸出量的平均值，mV;Ω(+)——速率轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速，(°)/s,()/h;按公式(22)～公式(24)計(jì)算IA在xoz平面上投影與IRA的夾角βm:式中：δ?、δ?——在第三、四安裝位置，陀螺IA軸在xoz平面的投影與IRA的偏F(3+)、F(4+)——在第三、四安裝位置，轉(zhuǎn)臺正轉(zhuǎn)陀螺輸出量的平均值；F(3-)、F4-)——在第三、四安裝位置，轉(zhuǎn)臺反轉(zhuǎn)陀螺輸出量的平均值；Ω(+)——速率轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速；按公式(25)計(jì)算輸入軸失準(zhǔn)角：式中：Ym——輸入軸失準(zhǔn)角，()。7.2.12輸入軸失準(zhǔn)角重復(fù)性7.2.12.1校準(zhǔn)程序按7.2.11.1的方法，重復(fù)校準(zhǔn)陀螺輸入軸失準(zhǔn)角Q(Q≥7)7.2.12.2計(jì)算方法按公式(26)計(jì)算輸入軸失準(zhǔn)角重復(fù)性：式中：Ym———輸入軸失準(zhǔn)角重復(fù)性，();Ymi陀螺第i次校準(zhǔn)得到的輸入軸失準(zhǔn)角，();Q——校準(zhǔn)次數(shù)。JJF2014—20227.2.13.1校準(zhǔn)程序a)陀螺通過工裝固定在校準(zhǔn)地基上，使IRA垂直于校準(zhǔn)基準(zhǔn)；b)接通陀螺電源，預(yù)熱時(shí)間一般不超過30min,對陀螺輸出量進(jìn)行采樣，記錄陀螺輸出量；c)設(shè)定陀螺輸出測量的采樣間隔及采樣時(shí)間，一般情況下采樣時(shí)間應(yīng)在1h以上。7.2.13.2計(jì)算方法按公式(27)和公式(28)計(jì)算零偏：式中：F,—每次采樣的陀螺輸出，mV;FN次校準(zhǔn)得到的陀螺輸出平均值，mV;7.2.14零偏穩(wěn)定性7.2.14.1校準(zhǔn)程序校準(zhǔn)程序同7.2.13.1。7.2.14.2計(jì)算方法按公式(29)計(jì)算零偏穩(wěn)定性：式中：數(shù)據(jù)平均周期；F,--—按周期P求取平均值得到的新的數(shù)據(jù)樣本；B,———零偏穩(wěn)定性，()/s,(°)/h。7.2.15零偏重復(fù)性7.2.15.1校準(zhǔn)程序按7.2.13.1的方法，重復(fù)校準(zhǔn)Q次，在規(guī)定間隔時(shí)間內(nèi)陀螺處于斷電狀態(tài)。7.2.15.2計(jì)算方法按公式(30)計(jì)算零偏重復(fù)性：式中：B.---零偏重復(fù)性，(°)/s,(°)/h;Bo——陀螺第i次校準(zhǔn)得到的零偏，()/s,(°)/h;7.2.16零偏溫度靈敏度7.2.16.1校準(zhǔn)程序a)將陀螺置于溫箱里，根據(jù)陀螺實(shí)際應(yīng)用需滿足的溫度范圍，按GB/T321—2005的R5系列適當(dāng)均勻選取溫度校準(zhǔn)點(diǎn)，其中包括室溫；b)陀螺處于室溫條件下，溫箱處于非工作狀態(tài)，接通陀螺電源，預(yù)熱一定時(shí)間，在陀螺溫度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，按7.2.13的方法校準(zhǔn)陀螺零偏；c)設(shè)置溫度校準(zhǔn)點(diǎn)，當(dāng)溫箱達(dá)到規(guī)定溫度，陀螺輸出保持穩(wěn)定，使陀螺達(dá)到熱平衡，按7.2.13的方法校準(zhǔn)陀螺零偏，在校準(zhǔn)過程中，陀螺始終處于工作狀態(tài)。7.2.16.2計(jì)算方法按公式(31)計(jì)算零偏溫度靈敏度：式中：B,——陀螺零偏溫度靈敏度，[(°)/s]·℃-1,[()/h]·℃-1;B??———第i個(gè)溫度校準(zhǔn)點(diǎn)的陀螺零偏，(°)/s,()/h;7.2.17零偏加速度靈敏度7.2.17.1校準(zhǔn)程序a)將陀螺通過工裝固定在雙軸位置轉(zhuǎn)臺上；b)接通陀螺電源，預(yù)熱一定時(shí)間，一般不超過30min;c)翻轉(zhuǎn)位置轉(zhuǎn)臺，使陀螺X、Y、Z軸正反向分別指天，啟動(dòng)采樣程序后進(jìn)行零偏采樣。7.2.17.2計(jì)算方法將X、Y、Z軸正反向分別指天時(shí)的輸出均值之差作為對應(yīng)軸正負(fù)1g的輸出之差，將該差值除以2g作為該軸的零偏加速度敏感度，將X、Y、Z軸零偏加速度敏感度的最大值作為陀螺的零偏加速度敏感度。7.2.18零偏沖擊前后變化量7.2.18.1校準(zhǔn)程序a)將陀螺通過夾具固定在沖擊臺，使其某一軸平行于沖擊臺的軸；b)沖擊臺通電，根據(jù)沖擊條件設(shè)置沖擊波形、幅值和時(shí)間；c)陀螺通電，按7.2.13的方法計(jì)算陀螺零偏；d)根據(jù)沖擊條件，啟動(dòng)沖擊臺；e)沖擊結(jié)束后，按7.2.13的方法計(jì)算陀螺零偏；f)重復(fù)a)～e),進(jìn)行陀螺其他兩個(gè)軸向的沖擊試驗(yàn)。JJF2014—20227.2.18.2計(jì)算方法陀螺的每個(gè)軸向分別按公式(32)計(jì)算零偏沖擊前后變化量：式中：△B,——零偏沖擊前后變化量，(°)/s,(°)/h;Bi?——沖擊結(jié)束后的零偏，()/s,(°)/h;取陀螺3個(gè)軸向的最大零偏沖擊前后變化量為該陀螺的零偏沖擊前后變化量。7.2.19零偏振動(dòng)前后變化量7.2.19.1校準(zhǔn)程序a)校準(zhǔn)前先對夾具進(jìn)行掃頻振動(dòng)測試，要求在振動(dòng)試驗(yàn)頻率范圍內(nèi)無峰值，且幅值誤差的絕對值不大于5%;b)將陀螺通過夾具固定在線振動(dòng)臺上，使其某一軸與線振動(dòng)臺的軸平行；c)線振動(dòng)臺通電，根據(jù)正弦掃頻振動(dòng)條件設(shè)置頻率范圍、振動(dòng)幅值和振動(dòng)時(shí)間，或根據(jù)隨機(jī)振動(dòng)條件設(shè)置功率譜密度曲線和振動(dòng)時(shí)間；d)陀螺通電，按7.2.13的方法計(jì)算陀螺零偏；e)根據(jù)振動(dòng)條件，啟動(dòng)線振動(dòng)臺；f)振動(dòng)結(jié)束后，按7.2.13的方法計(jì)算陀螺零偏；g)重復(fù)b)～f),進(jìn)行陀螺其他兩個(gè)軸向的振動(dòng)試驗(yàn)。7.2.19.2計(jì)算方法陀螺的每個(gè)軸向分別按公式(33)計(jì)算零偏振動(dòng)前后變化量：式中：BO2——振動(dòng)結(jié)束后的零偏，(°)/s,()/h;Bv?——振動(dòng)開始前的零偏，(°)/s,(°)/h。取陀螺3個(gè)軸向的最大零偏振動(dòng)前后變化量為該陀螺的零偏振動(dòng)前后變化量。7.2.20角度隨機(jī)游走系數(shù)7.2.20.1校準(zhǔn)程序校準(zhǔn)程序同7.2.13.1。7.2.20.2計(jì)算方法對校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采用Allan方差法計(jì)算：a)設(shè)有n個(gè)陀螺輸出樣本，按公式(34)計(jì)算出對應(yīng)的角速率，得到角速率的初始樣本：b)按n個(gè)數(shù)據(jù)中k個(gè)數(shù)據(jù)作為一個(gè)數(shù)組，其時(shí)間長度為t=kto。分別取t=to,2to,JJF2014—2022…,kt?(k<n/2),按公式(35)求出每個(gè)時(shí)間長度r的數(shù)據(jù)平均值，共有n—k+1個(gè)數(shù)值。c)按公式(36)計(jì)算相鄰兩個(gè)數(shù)值平均的差值：得到隨機(jī)變量集合{5p+1,p=1,…,n—k+1},共有n—k個(gè)差。d)對c)求方差如公式(37):e)取不同的t值，重復(fù)上述過程，在雙對數(shù)坐標(biāo)系中得到一個(gè)與t對應(yīng)的曲線，即Allan方差曲線。采用Allan方差模型進(jìn)行最小二乘擬合，如公式(38):式中：Am(包括A-2,A-1,A?,A?,A?)——分別為陀螺輸出數(shù)據(jù)中與量化噪聲、角度隨機(jī)游走、零偏不穩(wěn)定性、角速率隨機(jī)游走、速率斜坡各項(xiàng)噪聲相關(guān)的擬合多項(xiàng)式的系數(shù)。f)角度隨機(jī)游走系數(shù)按公式(39)計(jì)算：式中：ARW——角度隨機(jī)游走系數(shù)，(°)/s1/2,()/h1/2。7.2.21.1校準(zhǔn)程序a)將陀螺和振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)傳感器通過夾具固定在角振動(dòng)臺上，使IRA平行于角振動(dòng)臺的振動(dòng)方向；b)選取角振動(dòng)臺振動(dòng)頻率和幅值。頻率在10Hz到2倍帶寬之間按對數(shù)間隔選取c)將角振動(dòng)臺頻率調(diào)到事先預(yù)定的最低頻率上，設(shè)定幅值點(diǎn)(推薦選取被校陀螺量程的10%～30%),啟動(dòng)角振動(dòng)臺并穩(wěn)定，啟動(dòng)陀螺并穩(wěn)定，設(shè)置采樣率和采樣時(shí)間，其中采樣率大于20倍帶寬，采樣n次(n≥10),角振動(dòng)臺的角運(yùn)動(dòng)由振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)傳感器測出，同時(shí)記錄角振動(dòng)臺的輸出正弦信號和陀螺輸出量；d)逐次提高振動(dòng)頻率值，重復(fù)上述試驗(yàn)。7.2.21.2計(jì)算方法以角頻率w;=2πf;對每組采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行兩參數(shù)的正弦擬合，按公式(40)計(jì)算擬合結(jié)果：JJF2014—2022yi=E;cos(w;t+φ)(i=1,2,…,N;j=1,2,…,n)式中：y;——第i個(gè)頻率點(diǎn)、第j次采樣的陀螺輸出擬合值，mV;E;——第i個(gè)頻率點(diǎn)、第j次采樣擬合得到的陀螺輸出信號峰值，mV;9——第i個(gè)頻率點(diǎn)、第j次采樣擬合得到的相位，rad。按公式(41)計(jì)算平均值E:按公式(42)計(jì)算靈敏度S;:式中：E,——陀螺在頻率點(diǎn)f;輸出信號正弦分量峰值的平均值，mV;A——角速率信號正弦分量峰值，()/s。按公式(43)計(jì)算靈敏度的比值：式中：K,——陀螺在頻率點(diǎn)f;的靈敏度與零頻靈敏度的比值；S?———陀螺在零頻時(shí)的靈敏度，mV·[()/s]-1。在測量頻率范圍內(nèi)，對(N+1)個(gè)靈敏度比值進(jìn)行曲線擬合，獲得被較陀螺的幅頻特性曲線，曲線上K,=0.707點(diǎn)對應(yīng)的頻率為f.,則帶寬為Bw=f。7.2.22輸出延遲時(shí)間7.2.22.1校準(zhǔn)程序校準(zhǔn)程序同7.2.21.1。7.2.22.2計(jì)算方法在每個(gè)頻率點(diǎn)f;,按公式(44)計(jì)算其相位平均值：按公式(45)計(jì)算每個(gè)頻率點(diǎn)的相位延遲：式中：JJF2014—2022陀螺的傳遞函數(shù)模型可表示為一階慣性環(huán)節(jié)和延遲環(huán)節(jié)的串聯(lián)，見公式(46)和公式(47):式中：s——拉普拉斯(Laplace)算子；Kp——直流增益；采用最小二乘法，由公式(48)～公式(50)可得到延遲時(shí)間Td:式中：7.2.23啟動(dòng)時(shí)間7.2.23.1校準(zhǔn)程序a)陀螺通過夾具固定在校準(zhǔn)地基上，使IRA垂直于校準(zhǔn)地基，陀螺通電，記錄時(shí)間和對應(yīng)的陀螺輸出；b)陀螺通過夾具固定在速率轉(zhuǎn)臺上，陀螺IRA平行于速率轉(zhuǎn)臺軸；c)啟動(dòng)轉(zhuǎn)臺，建議將速率分別設(shè)置在全量程、0.1倍全量程、0.01倍全量程或其他合適值上。逐次給陀螺通電，記錄經(jīng)過的時(shí)間和對應(yīng)的陀螺輸出。7.2.23.2計(jì)算方法位置試驗(yàn)中，確定每次從加電到陀螺輸出達(dá)到要求零偏值的時(shí)間tpi,tp,tp3,速率試驗(yàn)中，將陀螺輸出扣除零輸入時(shí)的陀螺輸出均值作為經(jīng)校準(zhǔn)后的陀螺輸出，確定每次從加電到經(jīng)校準(zhǔn)后的陀螺輸出滿足速率誤差要求為止的時(shí)間tr?,tp2,tr3,取tp;(i=1,2,…,m)、tr;(i=1,2,…,n)的最大值為啟動(dòng)時(shí)間。8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書上反映。校準(zhǔn)證書應(yīng)至少包括以下信息：d)證書的唯一性標(biāo)識(如編號),每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識；附錄A校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式序號校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)結(jié)果12標(biāo)度因數(shù)非線性度34標(biāo)度因數(shù)不對稱度56標(biāo)度因數(shù)溫度靈敏度7標(biāo)度因數(shù)軸向加速度敏感度89閾值分辨率輸入軸失準(zhǔn)角零偏零偏溫度靈敏度零偏加速度靈敏度角度隨機(jī)游走系數(shù)帶寬輸出延遲時(shí)間啟動(dòng)時(shí)間