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石英撓性加速度計(jì)是測量線加速度的高精度傳感器,在慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中具有重要的作用。然而石英撓性加速度計(jì)在使用時(shí)容易導(dǎo)致石英擺片撓性梁的斷裂,磁感應(yīng)強(qiáng)度容易受時(shí)間、溫度等環(huán)境因素的影響導(dǎo)致測量產(chǎn)生不穩(wěn)定性現(xiàn)象。石英撓性加速度計(jì)的兩部分關(guān)鍵技術(shù):一方面根據(jù)石英擺片進(jìn)行了受力計(jì)算和有限元應(yīng)力分析,改進(jìn)了石英擺片的結(jié)構(gòu),并對石英擺片進(jìn)行了加工實(shí)驗(yàn);另一方面對力矩器進(jìn)行了設(shè)計(jì),運(yùn)用ANSYS分析得出了力矩器的磁場分布,并且驗(yàn)證了工作間隙的磁感應(yīng)強(qiáng)度及電磁力的大小。
石英撓性加速度傳感器的性能指標(biāo);測量精度高,重復(fù)性佳,雙軸石英撓性加速度計(jì)廠家可靠性高體積小,重量輕寬壓供電,功耗低。模擬電信號輸出技術(shù)指標(biāo)技術(shù)性能量程±60g閾值(分辨率)1×10-5g偏值(K0)<4mg偏值(K0)溫漂<40μg/℃偏值(K0)年穩(wěn)定性1mg標(biāo)度因數(shù)(K1)1.2~1.46mA/g 。此石英撓性加速度計(jì)的使用場景、飛機(jī)、艦艇、戰(zhàn)車、水下等制導(dǎo)系統(tǒng)必須要有速度和位置信息,在要求低的場合人們使用空速度計(jì)、馬赫數(shù)傳感器、里程計(jì)等。石英撓性加速度計(jì)是目前慣性技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用廣、發(fā)展快的慣性器件。在工作環(huán)境溫度恒定條件下,石英撓性加速度計(jì)測量精度較高。但由于結(jié)構(gòu)不完善,當(dāng)工作環(huán)境溫度變化或者自身工作發(fā)熱時(shí)將導(dǎo)致其零偏和刻度因數(shù)不穩(wěn)定,進(jìn)而影響慣導(dǎo)系統(tǒng)精度。針對溫度變化影響石英撓性加速度計(jì)測量精度問題,國內(nèi)外眾多學(xué)者從控制工作環(huán)境溫度、進(jìn)行溫度補(bǔ)償及改善工藝技術(shù)等方面已作了大量的研究,但對于石英撓性加速度計(jì)熱-結(jié)構(gòu)變形的研究還不夠深入。
隨著慣性系統(tǒng)低成本化的發(fā)展,在20世紀(jì)60年代中期開始出現(xiàn)新型的非液浮的所謂干式加速度計(jì)。由于這種儀表采用撓性支承技術(shù),所以稱為石英撓性加速度計(jì),且其結(jié)構(gòu)與工藝大大簡化。目前這種石英撓性加速度計(jì)已廣泛應(yīng)用于各類現(xiàn)代慣性系統(tǒng)中。雙軸石英撓性加速度計(jì)廠家屬于單軸重力加速度計(jì),其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,體積小,精度和靈敏度高、可靠性高等。雙軸石英撓性加速度計(jì)廠家的工作原理是慣性質(zhì)量受到外界加速度時(shí),相對位置發(fā)生輕微偏移,引起差動電容極板距離的變化導(dǎo)致差動電容量的變化。