模拟力矩平衡液浮摆式加速度计的研究

对宇航飞行器的制导控制,必须有分辨率高,测量范围大,线性度及动、静特性优越的高精度加速度计。为此我们对用交流伺服放大器控制零位平衡的液浮摆式加速度计进行了研究试制。第一次试制,是以取得解决液浮摆式加速度计试制中的技术问题和以后提高其性能所需要的资料为目的,应用了过去试制液浮单自由度大速率积分陀螺的成果,用摆代替陀螺转子安装在常平架内,这就是试制的所谓液浮摆式加速度计的原型。试制结果良好,达到了第一次试制所要求的±4g的测量范围,分辨率为1×10~(-3)g,而且取得了以后进行试制的资料。     

挠性摆式加速度计(FHPA)的研究

1.前言在惯导系统中,加速度计作为检测载体加速度的传感器,与陀螺共同构成惯性导航控制系统。加速度计大致可分为摆式与非摆式两种。目前,惯导系统中多采用摆式加速度计。摆式加速度计的摆组件的支承方式有尖轴式,宝石轴承式,挠性支承式以及磁轴承式。实践证明,尖轴式,宝石轴承式和无接触型的磁轴承式都存在一定的固有缺陷。例如尖轴式宝石轴承式,尽管加工精度很高,但仍然不可避免的存在配合间隙。因而产生了输出轴不稳定的摩擦力矩。磁轴承虽然能够有效的减少摩擦,但这种轴承是由机械和电气两部分构成,其结构较复杂,     

制导用液浮磁悬浮摆式加速度计的研究

火箭等宇宙飞行器的导航、制导系统用惯性传感器(陀螺、加速度计),要求具有很高的精度。航空宇宙技术研究所,过去对惯导用液浮惯性传感器的高精度化进行了大量研究工作。研究试制了液浮单自由度大速率积分陀螺及液浮摆式加速度计。为了提高性能,这些惯性传感器都是将常平架浮在与比重相等的浮油中,以便减轻轴承上的负荷。而且输出轴承是采用宝石轴承,可以减少绕输出轴的有害力矩。不过,这种轴承在宝石与尖轴之间不可避免的有松动和微小的接触摩擦。这就是妨碍传感器高精度化的重要原因之一。因此,为了将这些惯性传感器的输出轴改为电磁非接触悬浮,曾对自控型(交流谐振型)八极磁轴承方式进行了理论和实验研究,并取得了必要的设计资料。     

石英挠性加速度计伺服电路

前言石英挠性加速度计的挠性摆片由石英材料制成,结构简单,它没有象宝石轴承那样的摩擦效应和摩损特性,也没有象金属挠性杆那样的不稳定性和疲劳。其良好的稳定性,再加上小型化的混合伺服线路,使整个表具有体积小、精度高、抗冲击和价格低等优点。因此它近年来发展很快,已广泛应用于航空、导弹、测斜、测震等领域。本文叙述石英挠性加速度计伺服电路设计中的一些问题。     

自控型八极磁力轴承系列的实验研究——导航系统中浮动型惯性敏感元件用磁力轴承系列的研究(2)

1.绪言用于火箭等宇宙飞行器惯性导航装置中的惯性敏感元件,其精度要求是很高的。过去本所(日航技研所)研制的液浮惯性敏感元件(液浮式一自由度广角积分陀螺,液浮振子型加速度计),为了得到高分辨率和高精度,使常平架浮筒浮在等于其平均密度的油中,而在输出轴上使用高精度的宝石尖轴承,以减低绕输出轴所发生的无用转矩。然而,这种轴承在宝     

捷联式惯性测量装置用加速度计的试制及其性能

作为研究人造卫星运载火箭惯导系统的一部分,试制了捷联式惯性测量装置用加速度计,用于惯导系统实时模拟综合评价实验,本加速度计与以前试制的液浮磁悬浮摆式加速度计是同一类型,属于单自由度力矩平衡式液浮磁悬浮摆式加速度计。它既具有火箭惯导控制所必须的基本性能(分辨率为7×10~(-7)G,非线性误差系数为1.06×10~(-4)G/G~2,稳定性为±1.3×10~(-5)G),同时又可以利用其内部设置的指令力矩器产生模拟加速度输入。本报告将介绍惯性测量装置用加速度计的主要性能及模拟加速度输入输出的特性试验及其结果。     

挠性摆式加速度计频率特性的电激励测试方法及参数辨识

鉴于挠性摆式加速度计以往系统闭环频率特性的传统振动台测试法存在周期长、设备多等缺点,提出了基于扰动的电激励测试方法,在此基础上,给出了在回路闲合状态下,测试开环频率特性的方法,解决了以往开路状态测试时激励信号选择不当而造成对挠性杆的损伤问题;由于充油式挠性摆式加速度计表头参数的理论计算值和实际工作状态有一定的误差,研究并提出了基于频域的表头参数辨识方法,辨识结果表明,由于浮油的增质作用,导致充油后表头的挠性摆的等效转动惯量较充油前的干式加速度计的理论以及实测值有了很大的提高.     

离心机的主要误差源对求取石英摆式加速度计非线性系数的影响

利用计算机数值仿真的方法估计了离心机的动态半径、转速稳定性误差、沿仪表输入轴(半径方向)失准角对求取石英摆式加速度计沿输入轴仪表的非线性系数的影响.     

在传感器博览会上展出的美国石英挠性加速度计

一九八四年十一月在英国举办了国际传感器博览会,在这次博览会上美国森德斯特兰德数据控制公司(Sundstrand Data Control, Inc.)展出2180、2181、QA-900、QA-1300、QA-1400等伺服加速度计。这些加速度计是石英挠性加速度计,可用于飞行控制、大g测量、加速度和振动测量、小量程加速度测量及惯性导航。森德斯特兰德伺服加速度计其性能指标、环境条件、电气/物理性能以及价格详见下页表。     

国外振樑式加速度计述评

随着航天技术的飞速发展和惯性器件应用的日益广泛,要求加速度计具有更多的新品种并对其精度、成本和可靠性提出了新的综合性指标要求。为此,一些技术发达的国家投入了大量的人力、物力研制各种新型加速度计。茌石英挠性摆式加速度计基础上研制成功石英振梁式加速度计是加速度测量技术的重大进步,并将在低、中、高精度惯性制导系统中发挥重大作用。     

关于静电支承线路的设计

一、要求和特点静电支承是一种没有机械接触的轴承,对它的要求是:(1)绝对可靠;(2)承受负载能力大;(3)对转子的电干扰力矩小;在作为静电加速度计使用的情况下,还要求:(4)支承力作为加速度计的输出量能精密测量,并以数字形式输出。静电支承是依靠高压电场的静电吸力来保证的。它的第一个特点就是高压电场可能发生     

自控型八极磁力轴承系列的理论分析——导航系统中浮动型惯性敏感元件用磁力轴承系列的研究

1.前言为了提高火箭等的导航精度,惯性敏感元件(积分陀螺、导航用加速度表等)的高精度化是很必要的。以往,在液浮式一自由度广角积分陀螺及液浮振子型加速度计的高精度化研究中,进行了敏感元件的数字零位控制方式等的研究。为了使这些惯性敏感元件取得高分辨率和高精度,是将常平架漂浮在密度均匀的油中,而且在输出轴承上采用工作精度高的宝石-尖轴承。不过,这种宝石-尖轴承不论说它有怎样高的精度,但在宝石与尖轴之间必然会发生摇     

惯性平台对准误差源的研究

针对三轴挠性惯性平台,经过理论上的推导和分析,平台对准的误差源主要包括陀螺的安装误差、加速度计零位误差、陀螺力矩器刻度系数误差.其中在陀螺满足技术要求情况下,无证采取哪种数据处理方法,都不能消除陀螺安装误差对系统对准精度的影响;而加速度计零位误差、陀螺力矩器刻度系数误差,只对采用双轴测试数据进行处理得到的结果产生影响.     

用于战术弹的半捷联式惯性导航平台

挪威国防研究院为战术弹研究了一种半捷联式惯性导航系统(简称INS),这种半捷联式惯导平台用在“企鹅”Mk3战术弹上,“企鹅”Mk3导弹目前装备在F-16战斗机上。半捷联式配置是为了使惯性平台适应导弹在发射和转弯机动飞行时的很高滚动角速率而选择的。该平台采用一对二自由度干式调谐陀螺(DTG)和三个单轴石英挠性加速度计,俯仰轴和方位轴采用捷联式安装,而滚动陀螺通过滚动框架用于稳定部件的稳定。     

新产品介绍

石英挠性加速度计用途用于平台惯导系统中作为加速度测量元件,平台调平系统中的敏感元件,捷联惯导系统中的加速度测量元件。可用于飞行器中作为过载传感器使用,还可用于监测水坝、桥梁、边坡、高层建筑的倾斜变形。用于低频振动的测量等方面。特性量程:±60g(可变),偏值:≤0.01g,标度因数:1.3±10％mA/g,阈值:≤10~(-5)g,分辨率:≤10(-5)g,重量:60克,二次项非线性:≤50μg/g~2。     

过载传感器模拟伺服电路设计

一、引言过载传感器要求不失真地测量出载体的过载情况,因而要求它启动时间短,过载大,耐冲击;并且有足够的动态和静态精度。挠性加速度计既能满足上述要求,价格又便宜。所以选择它来做过载传感器的核心敏感元件是合适的。根据技术指标的要求,加速度计要测量出在20毫秒达到20g的加速度急剧变化的情况。我们把这个变化情况用图1中的实践表示。     

数字再平衡加速度计的研究

按照宇宙开发计划,航空宇宙技术研究所对陀螺及加速度计进行了研究。随着数字技术的发展,在高精度航空仪表中多希望采用数字处理型式。因此要求惯性传感器(陀螺、加速度计等)的输出是数字量。如果传感器的输出采用模拟量,就必须有模拟—数字转换装置,会给仪表增加重量和降低速度与精度。所以迫切需要一种可以直接输出数字信号的加速度计。它可以按一定时间间隔检测摆的位置,按照正负方向,以负正脉冲力矩反馈到摆上,控制摆总在零位左右。在单位时间内,反馈脉冲或者其正负脉冲之差与输入加速度成比例.如果每个输出脉冲为速度增量△V,对此进行积分便可得出速度。即将随时间连续变化的速度波形,按一定时间间隔,用仅有+△V或-△V振幅变化的阶梯波形近似,这在通讯领域中称为△调制方式。     

供大型试件模态测试用的自由-自由悬挂系统

1982年2月组装了第一个全尺寸的具有飞行重量的MX导弹,以便进行飞行构型试验弹的模态测试试验。为了近似地模拟导弹在飞行中的自由一自由边界条件,要求悬挂系统在横向悬挂频率和试件弯曲振型频率之间提供合适的分离比。研制了一个采用大型基环的悬挂系统。环形基座安装在第一级火箭的后部,并用三根200英寸长的摆杆将它们垂直悬挂起来。即使试件的重心明显地高于摆杆的上支承点,这三点悬挂系统依然保持横向稳定性,且摆杆的长度能使导弹底部具有转动的自由度。文内提供有设计和性能参数摘要。     

蜗轮蜗杆传动装置支承结构优化设计

针对传动装置在低温环境下调转缓慢甚至无法转动的问题,提出支承结构优化设计方法。分析传动装置固定-游动支承,减小轴承与箱体壳体的接触面积,用一个偏心座代替2个偏心端盖,分析减小阻力矩的优势,并进行仿真验证。仿真结果表明：蜗轮轴的变形在0.00083 mm之内,满足设计精度要求,可为解决传动装置低温环境传动阻力增大的问题提供理论依据和工程应用参考。     

复合量程MEMS加速度计抗高过载的优化设计

在航空航天及武器系统中,传感器承受很大的冲击,这就要求传感器具有很高的抗高过载能力。文中在原有基础上对复合量程微加速度计中的高低量程模块进行抗高过载设计的优化。试验测得优化后的结构能够抗20000g,能够有效地满足高过载高冲击环境的要求。