基于功率谱密度的静电悬浮加速度计分辨率估计方法
本文选题:功率谱密度估计 切入点:维纳辛钦定律 出处:《仪表技术与传感器》2015年10期 论文类型:期刊论文
【摘要】:高精度静电悬浮加速度计常采用功率谱密度估计(PSD)来评估分辨率水平,商用PSD分析仪需实时在线分析,且分析时间长、频域分辨率低、成本高。为此提出了一种线下PSD估计方法,利用简易采集系统采集噪声信号,再进行PSD估计。给出了正确的PSD估计表达式,推导了加速度计分辨率与PSD的关系,通过实验对比了该方法与HP35670A动态分析仪分析结果,实验结果验证了该方法的有效性。最后用该方法分析了研制的静电悬浮加速度计原理样机X1、Y和Z2三个通道加速度噪声的PSD,得到0.1 Hz处PSD分别为:8.07×10-5g/Hz1/2、3.29×10-8g/Hz1/2和2.39×10-7g/Hz1/2;在带宽0.001~0.1 Hz内分辨率分别为4.64×10-5g、4.21×10-8g和1.51×10-7g。
[Abstract]:High precision electrostatic suspension accelerometers usually use power spectral density estimation (PSD) to evaluate the resolution level. The commercial PSD analyzer needs real-time on-line analysis, and the analysis time is long and the frequency domain resolution is low. In this paper, a method of offline PSD estimation is proposed, in which noise signals are collected from a simple acquisition system, and then PSD estimation is carried out. The correct expression of PSD estimation is given, and the relationship between the resolution of accelerometer and PSD is deduced. The analysis results of this method and HP35670A dynamic analyzer are compared by experiments. The experimental results show that the method is effective. Finally, the PSDs of the three channel acceleration noise of the principle prototype X1Y and Z2 of the electrostatic suspension accelerometer are analyzed. The PSD at 0.1 Hz is: 8.07 脳 10-5 g / Hz1 / 23.29 脳 10-8 g / Hz1 / 2 and 2.39 脳 10-7 g / Hz1 / 2, respectively, and the bandwidth is 0.001 脳 10-7 g / Hz1 / 2; The internal resolution is 4.64 脳 10 ~ (-5) g ~ (-1) 脳 10 ~ (-8) g and 1.51 脳 10 ~ (-7) g respectively.
【作者单位】: 清华大学精密仪器系高精度导航技术教育部重点实验室;
【基金】:清华大学自主科研计划(20091081243)
【分类号】:TH824.4
【参考文献】
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,本文编号:1577688
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