專利名稱：具有實(shí)時(shí)校準(zhǔn)的加速度計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加速度傳感器，更具體地說(shuō)，涉及在傳感器處于使用中的同時(shí)加速度傳感器的實(shí)時(shí)校準(zhǔn)。
背景技術(shù)：
在例如提交于2004年5月3日的美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/836,624、提交于2004年5月3日的美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/836,186、提交于2003年5月21日的美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/422,170、提交于2002年8月1日的美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/209,197(現(xiàn)在為美國(guó)專利No.6,731,268)、提交于2000年2月24日的美國(guó)專利申請(qǐng)No.09/511,831(現(xiàn)在為美國(guó)專利No.6,466,200)、及提交于1999年11月3日的俄羅斯專利申請(qǐng)No.99122838中描述了磁流體加速度計(jì)。這些加速度計(jì)利用磁流體原理和懸浮在一種磁性流體中的慣性體來(lái)測(cè)量加速度。這樣一種加速度計(jì)常常包括一個(gè)傳感器殼體(傳感器外殼、或“容器”)，該傳感器殼體填充有磁性流體。一個(gè)慣性體(“慣性物體”)懸浮在磁性流體中。加速度計(jì)通常包括在磁性流體中產(chǎn)生磁場(chǎng)的多個(gè)驅(qū)動(dòng)線圈(動(dòng)力線圈)、和探測(cè)由慣性體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)造成的磁場(chǎng)變化的多個(gè)測(cè)量線圈。
當(dāng)動(dòng)力線圈被激勵(lì)并且產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)時(shí)，磁性流體試圖把本身定位得盡可能靠近動(dòng)力線圈。實(shí)際上這樣的結(jié)果是把慣性體懸浮在外殼的近似幾何中心中。當(dāng)一個(gè)力施加到加速度計(jì)上(或施加到安裝在加速度計(jì)上的任何裝置上)，從而引起角或線加速度時(shí)，慣性體試圖保持到位。慣性體因此“靠壓”磁性流體，干擾它和改變?cè)诖判粤黧w內(nèi)的磁場(chǎng)分布。磁場(chǎng)分布的這種變化由測(cè)量線圈檢測(cè)，然后電子轉(zhuǎn)換成線和角加速度值。已知線和角加速度時(shí)，有可能通過(guò)直接的數(shù)學(xué)運(yùn)算來(lái)計(jì)算線和角速度，并且如有必要，計(jì)算線和角位置。換句話說(shuō)，加速度計(jì)提供關(guān)于六個(gè)自由度-三個(gè)線自由度(x，y，z)和三個(gè)角(或轉(zhuǎn)動(dòng))自由度(αx，αy，αz)的信息。
傳感器特性的穩(wěn)定性是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要因素。傳感器特性由于臨時(shí)環(huán)境影響、或者由于各種傳感器元件的特性的永久變化，可能隨時(shí)間變化。例如，諸如溫度和濕度之類的環(huán)境因素通過(guò)把誤差引入到傳感器的輸出中能影響傳感器性能。一旦特定環(huán)境參數(shù)(溫度或濕度)復(fù)原到某一較窄工作范圍，這樣一種誤差可能消失。
其它參數(shù)可能涉及關(guān)于傳感器性能的永久變化。例如，磁性流體的性能可能隨時(shí)間變化。諸如外殼或磁鐵之類的各種機(jī)械元件的性能也能變化。尺寸公差由于重復(fù)的沖擊和振動(dòng)可能變壞。磁性流體的某些可能漏出，即使以微小量漏出，也在假定完全充滿磁性流體的體積內(nèi)產(chǎn)生氣泡。所有這些因素使傳感器性能下降。
常規(guī)校準(zhǔn)手段典型地在制造之后、或在傳感器已經(jīng)安裝在系統(tǒng)中之后校準(zhǔn)傳感器，但沒(méi)有提供傳感器的實(shí)時(shí)校準(zhǔn)。因而，在現(xiàn)有技術(shù)中需要一種能被重復(fù)校準(zhǔn)、包括在工作期間被校準(zhǔn)的傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種具有實(shí)時(shí)校準(zhǔn)、基本上能消除相關(guān)技術(shù)的一種或多種缺點(diǎn)的加速度計(jì)。
更具體地說(shuō)，在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，一種校準(zhǔn)加速度傳感器的方法包括使用一種磁性流體懸浮一個(gè)慣性體；在磁性流體內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)；調(diào)制磁場(chǎng)，以引起慣性體的位移；測(cè)量慣性體對(duì)調(diào)制的響應(yīng)；及基于測(cè)量校準(zhǔn)加速度傳感器。能驅(qū)動(dòng)電流通過(guò)用來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)的多個(gè)磁鐵，從而創(chuàng)建調(diào)制。檢測(cè)線圈、感應(yīng)線圈、霍爾傳感器、或其它裝置能用來(lái)探測(cè)慣性體的響應(yīng)。調(diào)制可是周期性的、脈沖或某種其它非周期性的函數(shù)。調(diào)制也能是超聲波。
在另一個(gè)方面，一種用來(lái)校準(zhǔn)加速度計(jì)的方法包括把一個(gè)慣性體懸浮在一種流體中；向慣性體施加一個(gè)預(yù)定力；測(cè)量慣性體響應(yīng)施加的力的動(dòng)作；作為測(cè)量動(dòng)作的函數(shù)實(shí)時(shí)校準(zhǔn)加速度計(jì)。
在另一個(gè)方面，一種校準(zhǔn)加速度計(jì)的方法包括使用一種流體懸浮一個(gè)物體；在流體內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)；把一種刺激傳送到慣性體，以引起慣性體的位移；測(cè)量慣性體對(duì)刺激的響應(yīng)；及基于測(cè)量校準(zhǔn)加速度計(jì)。
在另一個(gè)方面，一種校準(zhǔn)加速度傳感器的方法包括使用一種流體懸浮一個(gè)慣性體；在流體內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)；基于磁場(chǎng)的變化連續(xù)地計(jì)算加速度；及實(shí)時(shí)校準(zhǔn)加速度傳感器而不中斷傳感器的正常功能。校準(zhǔn)步驟引起慣性體的預(yù)定移動(dòng)。一種超聲波刺激能引起預(yù)定移動(dòng)?？蛇x擇的是，驅(qū)動(dòng)磁鐵能被驅(qū)動(dòng)，以引起預(yù)定移動(dòng)。
在另一個(gè)方面，一種傳感器包括一個(gè)慣性體、全體繞慣性體布置的多個(gè)磁鐵、及在磁鐵與慣性體之間的一種磁性流體。一個(gè)第一電路調(diào)制由磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)以實(shí)時(shí)校準(zhǔn)傳感器。一個(gè)第二電路基于慣性體的位移而測(cè)量加速度。加速度能具有線和/或角加速度分量。
在另一個(gè)方面，一種傳感器包括一個(gè)慣性體、產(chǎn)生作用在慣性體上的排斥力的多個(gè)磁鐵、及一個(gè)控制器，該控制器調(diào)制由磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)，從而移動(dòng)慣性體。一個(gè)控制器基于位移而計(jì)算傳感器對(duì)施加的加速度的響應(yīng)，并且實(shí)時(shí)校準(zhǔn)傳感器。控制器導(dǎo)出加速度，作為為調(diào)制磁場(chǎng)由磁極所需要的電流的函數(shù)。慣性體是非磁性的或弱磁性的?？刂破靼ㄒ粋€(gè)近似對(duì)中在調(diào)制的一個(gè)頻率處的帶通濾波器。當(dāng)計(jì)算加速度時(shí)，一個(gè)低通濾波器能用來(lái)濾除調(diào)制的一個(gè)頻率。
在另一個(gè)方面，一種校準(zhǔn)加速度傳感器的方法包括使用一種磁性流體懸浮一個(gè)慣性體；在磁性流體內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)；以預(yù)定方式調(diào)制磁場(chǎng)以移動(dòng)慣性體；測(cè)量用來(lái)引起移動(dòng)的要求的調(diào)制；及基于要求的調(diào)制校準(zhǔn)加速度傳感器。
在另一個(gè)方面，一種加速度傳感器包括一個(gè)慣性體；一種流體，把一個(gè)力施加在慣性體上；多個(gè)磁鐵，在流體內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)；位置傳感器，探測(cè)由加速度造成的慣性體的位置變化；及一個(gè)控制器，它驅(qū)動(dòng)磁鐵，從而產(chǎn)生慣性體的預(yù)定運(yùn)動(dòng)?；谟晌恢脗鞲衅鲗?duì)預(yù)定運(yùn)動(dòng)的測(cè)量實(shí)時(shí)校準(zhǔn)加速度傳感器。
在另一個(gè)方面，一種校準(zhǔn)加速度計(jì)的方法包括使用一種流體懸浮一個(gè)物體；在流體內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)；引起慣性體的預(yù)定移動(dòng)；測(cè)量引起預(yù)定移動(dòng)所必需的力；及基于測(cè)量校準(zhǔn)加速度計(jì)。
本發(fā)明的另外特征和優(yōu)點(diǎn)在隨后的描述中敘述，并且部分由描述是顯然的，或者可以通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)在書(shū)寫(xiě)的描述和其權(quán)利要求書(shū)以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)和得到。
要理解，以上一般性描述和如下詳細(xì)描述都是示范和解釋性的，并且打算提供所要求保護(hù)的本發(fā)明的進(jìn)一步解釋。


被包括以提供本發(fā)明的進(jìn)一步理解并且并入和構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖，表明本發(fā)明的實(shí)施例，并且與描述一起用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1表明本發(fā)明的一種組裝磁流體加速度傳感器的等軸測(cè)圖。
圖2表明使驅(qū)動(dòng)磁鐵組件之一被除去的傳感器的側(cè)視圖。
圖3表明部分剖視圖，表示驅(qū)動(dòng)磁鐵線圈和檢測(cè)線圈的布置。
圖4表明傳感器的分解側(cè)視圖。
圖5表明圖4的傳感器的等軸測(cè)圖，但是從不同的角度看。
圖6表明對(duì)于加速度計(jì)的實(shí)時(shí)校準(zhǔn)的一種手段。
圖7表明用于傳感器的實(shí)時(shí)校準(zhǔn)的電子裝置的布置。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例詳細(xì)地進(jìn)行參考，本發(fā)明的例子表明在附圖中。
圖1表明本發(fā)明的一種磁流體加速度傳感器的一個(gè)典型實(shí)施例。磁流體傳感器的一般工作原理在美國(guó)專利No.6,466,200中描述，該專利包括在這里以供參考。傳感器的動(dòng)作一般由一組非線性偏微分方程描述，見(jiàn)提交于2004年9月30日、發(fā)明人為ROMANOV等、標(biāo)題為METHOD OF CALCULATING LINEAR AND ANGULARACCELERATION INA MAGNETOFLUIDIC ACCELEROMETERWITH AN INERTIAL BODY的美國(guó)分案專利申請(qǐng)No.60/614,415，本申請(qǐng)要求該申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。
進(jìn)一步參照?qǐng)D1，以組裝形式表示在圖1中的加速度計(jì)102包括一個(gè)外殼104、多個(gè)驅(qū)動(dòng)磁鐵組件106A-106E，驅(qū)動(dòng)磁鐵組件106A-106E的每一個(gè)使用對(duì)應(yīng)導(dǎo)線110A-110E連接到一個(gè)電源上。注意在該視圖中，只表示五個(gè)驅(qū)動(dòng)磁鐵組件106，但見(jiàn)圖3，在圖3中也表明一個(gè)第六驅(qū)動(dòng)磁鐵組件(指示為106F)。
圖2表明使驅(qū)動(dòng)磁鐵組件之一被除去的圖1的傳感器102。由于驅(qū)動(dòng)磁鐵組件106C被除去，所以一個(gè)慣性體202在外殼104的近似幾何中心中是可見(jiàn)的。磁性流體204填充在外殼內(nèi)的適用體積的剩余部分。注意，磁性流體本身為了清楚起見(jiàn)在圖中實(shí)際上沒(méi)有畫(huà)出，盡管大多數(shù)這樣的流體的顏色是黑的，并且它們具有“油性”感。
圖3表明部分剖視圖，表示驅(qū)動(dòng)磁鐵線圈和檢測(cè)線圈的布置。為了清楚起見(jiàn)，在圖3中只有某些元件被標(biāo)出。在圖3中表示的是四個(gè)驅(qū)動(dòng)線圈(或驅(qū)動(dòng)磁鐵)302A、302B、302E及302D，統(tǒng)稱為驅(qū)動(dòng)磁鐵302(剩余的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)磁鐵在該圖中未表示)。驅(qū)動(dòng)磁鐵302有時(shí)也稱作懸浮磁鐵、動(dòng)力磁鐵、或懸浮線圈(如果使用電磁鐵的話)。
在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)這樣的驅(qū)動(dòng)磁鐵組件106具有由306和304指示的兩個(gè)檢測(cè)線圈(在圖3中，306A、304A、306B、304B、306E、304E、306D、304D)。檢測(cè)線圈306、304有時(shí)也稱作“檢測(cè)磁鐵”或“測(cè)量線圈”。
還要注意，為了測(cè)量線和角加速度，“正方體”的每側(cè)兩個(gè)檢測(cè)線圈是必需的。如果只有單個(gè)檢測(cè)線圈被定位在“正方體”的每一側(cè)的中心，則測(cè)量角加速度是不可能的。作為一個(gè)較不優(yōu)選的選擇例，有可能在正方體的每一側(cè)只使用一個(gè)檢測(cè)線圈，但使它離開(kāi)中心。然而，在這種情況下，數(shù)學(xué)分析變得明顯地更復(fù)雜。
圖4和5表明傳感器102的分解視圖，從兩個(gè)不同角度表示同一結(jié)構(gòu)。具體地說(shuō)，在圖4和5中表示的是驅(qū)動(dòng)磁鐵組件之一106D的分解視圖。如圖中所示，驅(qū)動(dòng)磁鐵組件106D包括一個(gè)殼體402、一個(gè)后蓋404、驅(qū)動(dòng)線圈302D、兩個(gè)檢測(cè)線圈306D和304D、磁芯406(對(duì)于每個(gè)檢測(cè)線圈306D和304D的一個(gè))、及一個(gè)驅(qū)動(dòng)磁芯408。在一個(gè)可選擇實(shí)施例中，芯406和408能制造成單個(gè)公共件(基本上，作為單個(gè)“變壓器芯”)。
在這個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)線圈306D和304D位于驅(qū)動(dòng)線圈302D的內(nèi)側(cè)，并且后蓋404把驅(qū)動(dòng)線圈302D及檢測(cè)線圈306D和304D在驅(qū)動(dòng)線圈組件106D中保持到位，或者可選擇地，檢測(cè)線圈306D和304D能部分或全部在驅(qū)動(dòng)線圈302D的前面。
驅(qū)動(dòng)磁鐵302用來(lái)把懸浮的慣性體202保持到位。檢測(cè)線圈306、304測(cè)量在外殼104內(nèi)的磁通變化。磁性流體204試圖流到磁場(chǎng)最強(qiáng)的位置。這導(dǎo)致對(duì)慣性體202的排斥力，慣性體202通?；蛘呤欠谴判缘模蛘呤遣糠?弱)磁性的(例如基本上磁性比磁性流體204小)。
以上描述和說(shuō)明的傳感器102因而基于排斥磁性力的原理工作。磁性流體203是高磁性的，并且被吸引到驅(qū)動(dòng)磁鐵302。因此，通過(guò)設(shè)法盡可能靠近驅(qū)動(dòng)磁鐵302，磁性流體實(shí)際上“推出”或排斥慣性體202離開(kāi)驅(qū)動(dòng)磁鐵302。在所有驅(qū)動(dòng)磁鐵302都相同、或者所有驅(qū)動(dòng)磁鐵302都施加相同的力、并且驅(qū)動(dòng)磁鐵302繞慣性體202對(duì)稱布置的情況下，慣性體202往往會(huì)處于外殼104的幾何中心中。這種效應(yīng)可以認(rèn)為是排斥磁性效應(yīng)(盡管在實(shí)際中，慣性體202不受驅(qū)動(dòng)磁鐵302的直接影響，而是間接地通過(guò)磁性流體204而影響)。
圖6表明對(duì)于傳感器102的實(shí)時(shí)校準(zhǔn)的一種手段。表示在圖6中的是慣性體202和磁性流體204。為了清楚起見(jiàn)在該圖中未表示外殼104。也表示在圖6中的是四個(gè)驅(qū)動(dòng)磁鐵302A、302B、302D及302E。為了清楚起見(jiàn)在該圖中僅表示六個(gè)驅(qū)動(dòng)磁鐵中的四個(gè)。在這種情況下，驅(qū)動(dòng)磁鐵302僅表示為電磁鐵，盡管本發(fā)明不限于這個(gè)實(shí)施例，并且驅(qū)動(dòng)磁鐵302也能是電磁鐵和永久磁鐵的組合。每個(gè)驅(qū)動(dòng)磁鐵302由一個(gè)由I0指示的直流電流驅(qū)動(dòng)。如果傳感器102是對(duì)稱的，那么通過(guò)每個(gè)驅(qū)動(dòng)磁鐵302的電流I0將相同。如果傳感器102是非對(duì)稱的(例如，磚狀外殼104形狀、或某種其它任意非對(duì)稱形狀)，那么名義直流電流I0對(duì)于各個(gè)驅(qū)動(dòng)磁鐵302可以不同。
也表示在圖6中的分別是用于對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)磁鐵302A、302B、302D及302E的加法器602A、602B、602D及602E。加法器602把直流電流I0和由一個(gè)周期函數(shù)(例如，具有頻率ft的正弦或余弦)調(diào)制的測(cè)試、或刺激電流Itst求和。因而，每個(gè)驅(qū)動(dòng)磁鐵302由直流電流I0和具有測(cè)試電流的相位的測(cè)試電流Itst×sin(2πftt)驅(qū)動(dòng)。
圖7表明用于傳感器102的實(shí)時(shí)校準(zhǔn)的電子裝置的布置。如圖7中所示，在傳感器102內(nèi)的磁通密度Φ的變化 由檢測(cè)線圈304、306探測(cè)。檢測(cè)線圈304、306的輸出通過(guò)一個(gè)低通濾波器704或通過(guò)一個(gè)帶通濾波器702供給。是可選擇的低通濾波器704能用來(lái)濾除任何多余的頻率分量，如高頻振動(dòng)。它也能用來(lái)濾除校準(zhǔn)的影響(即濾除在ft下傳感器102的響應(yīng))。帶通濾波器702對(duì)中在測(cè)試頻率ft周?chē)?。給定具體用途，一般優(yōu)選的是，盡管不是必須的，選擇比傳感器102需要探測(cè)的任何期望振動(dòng)更高的測(cè)試頻率ft。例如，ft可以比低通濾波器704允許通過(guò)它的高。
位置測(cè)量電子裝置706基于檢測(cè)線圈(或其它位置傳感器)的輸出計(jì)算慣性體202的位置，并且由慣性體202的位置導(dǎo)出線和角加速度。一個(gè)校準(zhǔn)控制器708接收帶通濾波器702的輸出，該輸出代表由施加的校準(zhǔn)刺激Itst造成的慣性體202的運(yùn)動(dòng)。校準(zhǔn)控制器708也把輸出控制信號(hào)輸出到加法器602，從而以預(yù)計(jì)方式驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)磁鐵302。
通過(guò)知道刺激Itst×sin(2πftt)對(duì)慣性體202的期望影響、并且把慣性體202的預(yù)計(jì)響應(yīng)與實(shí)際響應(yīng)相比較，能實(shí)時(shí)校準(zhǔn)傳感器102，而不用使傳感器102(或使用傳感器102的裝置)脫線。注意，由于測(cè)試頻率ft比任何期望的輸入頻率高，所以施加的刺激Itst沒(méi)有理由影響借助于傳感器102的加速度測(cè)量。也注意，刺激的優(yōu)選振幅在傳感器102的動(dòng)態(tài)范圍的5-10％的量級(jí)上。
盡管在以上描述中，驅(qū)動(dòng)磁鐵302用來(lái)把一個(gè)已知刺激輸送到傳感器102，但情況不必如此。例如，也能使用一種超聲波刺激。一個(gè)超聲波振動(dòng)源能安裝在外殼104上(在圖中未表示)(或者甚至在外殼104內(nèi))，并且被控制成把一個(gè)已知刺激輸送到慣性體202。以與以上討論的類似的方式，使響應(yīng)被測(cè)量和與期望的(或以前測(cè)量的)響應(yīng)相比較，能校準(zhǔn)傳感器102。
盡管以上討論了一種周期正弦波型刺激，但能使用其它的信號(hào)形狀，如階躍函數(shù)、脈沖函數(shù)、非周期函數(shù)、方波及其它。
校準(zhǔn)控制器704的輸出能由傳感器電子裝置的其余部分用來(lái)把一個(gè)校正系數(shù)施加到傳感器102的輸出上?？蛇x擇地或者另外地，響應(yīng)校準(zhǔn)能改變或調(diào)節(jié)直流電流I0。作為一個(gè)選擇例，校準(zhǔn)控制器708能強(qiáng)迫慣性體202移動(dòng)一個(gè)給定量，并且測(cè)量這樣做所需要的“力量”(即要求的電流)(并且把該“力量”與期望的力量相比較)，由此導(dǎo)出校準(zhǔn)系數(shù)。
已經(jīng)如此描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了描述的方法和設(shè)備的某些優(yōu)點(diǎn)。也應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)能形成本發(fā)明的各種修改、修正、及可選擇實(shí)施例。本發(fā)明進(jìn)一步由如下權(quán)利要求書(shū)限定。
權(quán)利要求
1.一種校準(zhǔn)加速度傳感器的方法，包括使用一種磁性流體使一個(gè)慣性體懸?。辉诖判粤黧w內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)；調(diào)制磁場(chǎng)，以引起慣性體的位移；測(cè)量慣性體對(duì)調(diào)制的響應(yīng)；及基于所述測(cè)量校準(zhǔn)加速度傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括驅(qū)動(dòng)電流通過(guò)用來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)的多個(gè)磁鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括使用檢測(cè)線圈來(lái)探測(cè)慣性體的響應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，調(diào)制包括周期性調(diào)制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，調(diào)制包括脈沖。
6.一種用來(lái)校準(zhǔn)加速度計(jì)的方法，包括把一個(gè)慣性體懸浮在一種流體中；向慣性體施加一個(gè)預(yù)定力；測(cè)量慣性體響應(yīng)施加的預(yù)定力的動(dòng)作；及作為被測(cè)量的動(dòng)作的函數(shù)實(shí)時(shí)校準(zhǔn)加速度計(jì)。
7.一種校準(zhǔn)加速度計(jì)的方法，包括使用一種流體懸浮一個(gè)物體；在流體內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)；把一種刺激傳送到物體，以引起物體的位移；測(cè)量物體對(duì)刺激的響應(yīng)；及基于所述測(cè)量校準(zhǔn)加速度計(jì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，刺激是超聲波刺激。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，輸送刺激的步驟包括調(diào)制多個(gè)驅(qū)動(dòng)磁鐵。
10.一種校準(zhǔn)加速度傳感器的方法，包括使用一種流體懸浮一個(gè)慣性體；在流體內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)；基于磁場(chǎng)的變化連續(xù)地計(jì)算加速度；及實(shí)時(shí)校準(zhǔn)加速度傳感器，而不中斷傳感器的正常功能。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，校準(zhǔn)步驟向磁場(chǎng)提供一種預(yù)定變化。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，校準(zhǔn)步驟引起慣性體的預(yù)定移動(dòng)。
13.一種傳感器，包括一個(gè)慣性體；大體繞慣性體布置的多個(gè)磁鐵；在磁鐵與慣性體之間的一種流體；一個(gè)第一電路，它調(diào)制由磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)，以實(shí)時(shí)校準(zhǔn)傳感器；及一個(gè)第二電路，它基于慣性體的位移而測(cè)量加速度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的傳感器，其中，第二電路基于多個(gè)檢測(cè)線圈的輸出而測(cè)量加速度。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的傳感器，其中，加速度包括角加速度。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的傳感器，其中，磁鐵還包括永久磁鐵。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的傳感器，其中，流體是一種磁性流體。
18.一種傳感器，包括一個(gè)慣性體；多個(gè)磁鐵，產(chǎn)生作用在慣性體上的排斥力；一個(gè)控制器，它調(diào)制由磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)，從而移動(dòng)慣性體；以及一個(gè)電路，它基于位移而計(jì)算慣性體對(duì)施加的加速度的響應(yīng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的傳感器，其中，控制器導(dǎo)出加速度，作為為調(diào)制磁場(chǎng)由磁鐵所需要的電流的函數(shù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的傳感器，其中，電路包括一個(gè)近似對(duì)中在調(diào)制的一個(gè)頻率處的帶通濾波器。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的傳感器，還包括一個(gè)低通濾波器，以當(dāng)計(jì)算由外部力造成的加速度時(shí)，濾除調(diào)制的一個(gè)頻率。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的傳感器，其中，電路基于控制器的一個(gè)輸出把一個(gè)校正系數(shù)施加到計(jì)算的加速度上。
全文摘要
一種校準(zhǔn)加速度傳感器的方法包括使用一種磁性流體懸浮一個(gè)慣性體；在磁性流體內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)；調(diào)制磁場(chǎng)，以引起慣性體的位移；測(cè)量慣性體對(duì)調(diào)制的響應(yīng)；及基于測(cè)量校準(zhǔn)加速度傳感器。能驅(qū)動(dòng)電流通過(guò)用來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)的多個(gè)磁鐵，從而創(chuàng)建調(diào)制。檢測(cè)線圈能用來(lái)探測(cè)慣性體的響應(yīng)。調(diào)制能是周期性的、脈沖或某種其它非周期性的函數(shù)。
文檔編號(hào)G01P15/02GK1776435SQ20051010750
公開(kāi)日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月23日
發(fā)明者D·V·西蒙年科, A·E·蘇普倫, Y·I·羅曼諾夫 申請(qǐng)人:伊納拉伯斯技術(shù)公司