本發(fā)明涉及一種加速度-溫度復(fù)合的控制方法及其校準(zhǔn)設(shè)備，特別涉及一種為慣性器件構(gòu)造穩(wěn)態(tài)加速度和目標(biāo)溫度復(fù)合的校準(zhǔn)設(shè)備及其控制方法，屬于慣性器件計量校準(zhǔn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

慣性技術(shù)的不斷發(fā)展對慣性計量校準(zhǔn)技術(shù)提出越來越高的要求。過去在單一標(biāo)準(zhǔn)輸入情況下對慣性儀表進(jìn)行計量校準(zhǔn)的工作已不能滿足復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境下對慣性儀表輸出量的量值溯源。而且，慣性器件量值特性在單一加速度作用情況下與加速度和熱環(huán)境復(fù)合作用情況下的是不同的，即，不能夠通過單次的單一加速度或熱作用規(guī)律獲得準(zhǔn)確的加速度和熱環(huán)境復(fù)合作用的規(guī)律。因此，研制一種精密離心機(jī)和精密溫控裝置復(fù)合而成的校準(zhǔn)設(shè)備十分必要。

在復(fù)合校準(zhǔn)設(shè)備研究上，熱點主要停留在復(fù)合環(huán)境試驗方面，主要包括復(fù)合環(huán)境試驗的試驗設(shè)備和試驗方法。如低溫低氣壓試驗箱、溫度低氣壓振動(正弦)綜合試驗箱和溫度低氣壓振動(隨機(jī))綜合試驗箱等，都是有關(guān)復(fù)合環(huán)境試驗的設(shè)備，關(guān)注的是可靠性試驗和功能性測試，而不能用于高精度慣性器件的計量校準(zhǔn)領(lǐng)域，而且這些復(fù)合設(shè)備都是在地面工作，不能用于高速旋轉(zhuǎn)輸出大加速度的離心機(jī)上。目前鮮有公開的加速度-溫度的控制方法和校準(zhǔn)設(shè)備的文獻(xiàn)。

本發(fā)明在精密離心機(jī)靜止時控制精密溫控裝置的溫度升或降至目標(biāo)溫度，以及在精密離心機(jī)旋轉(zhuǎn)時，保持精密溫控裝置的溫度處在靜止時的溫度，并控制精密溫控裝置的加速度至目標(biāo)加速度。從而使被校準(zhǔn)慣性器件直接受到大加速度和熱的共同激勵，完成慣性器件高次項系數(shù)的全量程溫度靈敏度或溫度系數(shù)和加速度的校準(zhǔn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明公開了一種加速度-溫度控制方法及其校準(zhǔn)設(shè)備。通過該方法及校準(zhǔn)設(shè)備，可以構(gòu)造穩(wěn)態(tài)加速度和熱環(huán)境的復(fù)合條件，從而能夠?qū)T性器件在加速度和熱環(huán)境復(fù)合作用下的量值特性進(jìn)行計量校準(zhǔn)與分析。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種加速度-溫度復(fù)合的校準(zhǔn)設(shè)備，其特征在于，包括：精密離心機(jī)、精密溫控裝置、地面溫控箱、液氮控制系統(tǒng)和管道；被校準(zhǔn)慣性器件安置于精密溫控裝置內(nèi)；精密離心機(jī)與精密溫控裝置法蘭連接，提供所需的加速度；地面溫控箱與精密溫控裝置之間、液氮控制系統(tǒng)與精密溫控裝置之間均通過管道連接；地面溫控箱為精密溫控裝置提供靜止時的所需的溫度，液氮控制系統(tǒng)為精密溫控裝置提供旋轉(zhuǎn)時的所需的溫度。

一種加速度-溫度復(fù)合的控制方法，在精密離心機(jī)靜止時：通過地面溫控箱控制精密溫控裝置的溫度上升或下降至目標(biāo)溫度，以及在精密離心機(jī)旋轉(zhuǎn)時：通過液氮控制系統(tǒng)保持精密溫控裝置的溫度處在靜止時的溫度，并通過控制精密離心機(jī)的轉(zhuǎn)速使精密溫控裝置的加速度至目標(biāo)加速度。

具體地，在精密離心機(jī)靜止時，通過地面溫控箱控制精密溫控裝置的溫度上升或下降至目標(biāo)溫度，步驟包括：

S1、接通地面溫控箱與精密溫控裝置的熱交換介質(zhì)進(jìn)出連接，使地面溫控箱中的熱交換介質(zhì)經(jīng)管道和精密溫控裝置形成循環(huán)回路；

S2、通過控制地面溫控箱中的熱交換介質(zhì)溫度上升或者下降，使地面溫控箱中循環(huán)流動的熱交換介質(zhì)經(jīng)S1后，與精密溫控裝置中的空氣進(jìn)行熱交換；

S3、當(dāng)精密溫控裝置內(nèi)的空氣或被校準(zhǔn)慣性器件的溫度上升或者下降到目標(biāo)溫度時，斷開S1所述的地面溫控箱與精密溫控裝置的連接，停止S1所述的循環(huán)以及S2所述熱交換。

具體地，在精密離心機(jī)旋轉(zhuǎn)時，通過液氮控制系統(tǒng)保持精密溫控裝置的溫度處在靜止時的溫度，并通過控制精密離心機(jī)的轉(zhuǎn)速使精密溫控裝置的加速度至目標(biāo)加速度，步驟包括：

S4、接通液氮控制系統(tǒng)與精密溫控裝置之間的連接；

S5、控制液氮的流入量以保持或微調(diào)箱體內(nèi)溫度，使精密溫控裝置內(nèi)被校準(zhǔn)慣性器件的溫度處在精密離心機(jī)靜止時的溫度值；

S6、啟動精密離心機(jī)(1)，控制精密離心機(jī)的轉(zhuǎn)速，使精密溫控裝置內(nèi)的被校準(zhǔn)慣性器件達(dá)到目標(biāo)加速度。

一種校準(zhǔn)設(shè)備，該校準(zhǔn)設(shè)備在精密離心機(jī)靜止時：通過地面溫控箱控制精密溫控裝置的溫度上升或下降至目標(biāo)溫度，以及在精密離心機(jī)旋轉(zhuǎn)時：通過液氮控制系統(tǒng)保持精密溫控裝置的溫度處在靜止時的溫度，并通過控制精密離心機(jī)的轉(zhuǎn)速使精密溫控裝置的加速度至目標(biāo)加速度。

一種加速度-溫度復(fù)合的校準(zhǔn)設(shè)備，該設(shè)備執(zhí)行上述S1～S3的步驟；一種加速度-溫度復(fù)合的校準(zhǔn)設(shè)備，該設(shè)備還執(zhí)行上述S4～S6的步驟。

本發(fā)明能獲得以下有益的效果：

可以為被校準(zhǔn)慣性器件構(gòu)造穩(wěn)態(tài)加速度和目標(biāo)溫度的復(fù)合環(huán)境，即被校準(zhǔn)慣性器件在通過精密離心機(jī)獲得精確的加速度的同時，還能通過精密溫控裝置獲得精確的溫度條件，從而能夠?qū)T性器件在加速度和熱環(huán)境復(fù)合作用下的量值特性進(jìn)行計量校準(zhǔn)與分析；

滿足標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)態(tài)加速度與熱環(huán)境組成的被校準(zhǔn)慣性器件復(fù)合校準(zhǔn)的要求。控制的加速度和溫度范圍大、精度高。

附圖說明

圖1示出了本發(fā)明校準(zhǔn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2示出了本發(fā)明的加速度-溫度控制方法流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

圖1示出了本發(fā)明校準(zhǔn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。一種加速度-溫度復(fù)合的校準(zhǔn)設(shè)備，包括：精密離心機(jī)1、精密溫控裝置2、地面溫控箱3、液氮控制系統(tǒng)4、液氮控制系統(tǒng)4和管道5。被校準(zhǔn)慣性器件6安置于精密溫控裝置2內(nèi)。精密離心機(jī)1與精密溫控裝置2法蘭連接，提供所需的加速度；地面溫控箱3與精密溫控裝置2之間、液氮控制系統(tǒng)4與精密溫控裝置2之間均通過管道5連接；地面溫控箱3為精密溫控裝置2提供靜止時的所需的溫度，液氮控制系統(tǒng)4為精密溫控裝置2提供旋轉(zhuǎn)時的所需的溫度。

圖2示出了本發(fā)明的加速度-溫度復(fù)合的控制方法流程圖。為了給被校準(zhǔn)慣性器件構(gòu)造穩(wěn)態(tài)加速度和目標(biāo)溫度的復(fù)合環(huán)境本，發(fā)明的加速度-溫度控制方法的思路為：在精密離心機(jī)1靜止時，通過地面溫控箱3控制精密溫控裝置2的溫度上升或下降至目標(biāo)溫度；以及在精密離心機(jī)1旋轉(zhuǎn)時，通過液氮控制系統(tǒng)4保持精密溫控裝置2的溫度處在靜止時的溫度，并通過控制精密離心機(jī)1的轉(zhuǎn)速使精密溫控裝置2的加速度至目標(biāo)加速度。從而實現(xiàn)對精密溫控裝置2內(nèi)的被校準(zhǔn)慣性器件6在加速度和熱環(huán)境復(fù)合作用下的量值特性進(jìn)行計量校準(zhǔn)與分析。

在精密離心機(jī)1靜止時，即圖2的T1中，通過地面溫控箱3控制精密溫控裝置2的溫度上升或下降至目標(biāo)溫度，步驟包括：

S1、接通地面溫控箱3與精密溫控裝置2的熱交換介質(zhì)進(jìn)出連接，使地面溫控箱3中的熱交換介質(zhì)經(jīng)管道5和精密溫控裝置2形成循環(huán)回路；

S2、通過控制地面溫控箱3中的熱交換介質(zhì)溫度上升或者下降，使地面溫控箱3中循環(huán)流動的熱交換介質(zhì)經(jīng)S1后，與精密溫控裝置2中的空氣進(jìn)行熱交換；

S3、當(dāng)精密溫控裝置2內(nèi)的空氣或被校準(zhǔn)慣性器件6的溫度上升或者下降到目標(biāo)溫度時，斷開S1所述的地面溫控箱3與精密溫控裝置2的連接，停止S1所述的循環(huán)以及S2所述熱交換。

在精密離心機(jī)1旋轉(zhuǎn)時，即圖2的T2中，通過液氮控制系統(tǒng)4保持精密溫控裝置2的溫度處在靜止時的溫度，并通過控制精密離心機(jī)1的轉(zhuǎn)速使精密溫控裝置2的加速度至目標(biāo)加速度，步驟包括：

S4、接通液氮控制系統(tǒng)4與精密溫控裝置2之間的連接；

S5、控制液氮的流入量以保持或微調(diào)箱體內(nèi)溫度，使精密溫控裝置2內(nèi)被校準(zhǔn)慣性器件6的溫度處在精密離心機(jī)靜止時的溫度值；

S6、啟動精密離心機(jī)1，控制精密離心機(jī)1的轉(zhuǎn)速，使精密溫控裝置2內(nèi)的被校準(zhǔn)慣性器件6達(dá)到目標(biāo)加速度。

以上加速度-溫度復(fù)合的校準(zhǔn)設(shè)備，在復(fù)合情況下，穩(wěn)態(tài)加速度的范圍0～390m/s²，加速度測量不確定度2.5×10^-5；溫度測量范圍-60℃～85℃，溫度偏差優(yōu)于0.2℃。