全数字挠性加速度计加矩设计与读出精度分析

针对石英挠性加速度计全数字闭环系统设计问题,开展了对加速度计力矩器的结构和工作原理以及与加速度数据输出的关系的分析,对加速度计力矩器的驱动和加速度计的读出精度等方面进行了研究,提出了一种数字脉宽调制(PWM)电路对力矩器进行的驱动方法,该方法不仅实现PWN对加速度计力矩器的驱动,并且该PWM数字电路的占空比参数直接作为加速度数字信号输出。利用PWM数字脉冲对加速度计力矩器进行驱动实现加速度计全数字闭环读出,对加速度计全数字读出系统进行了仿真和实验测试。研究结果表明,在一定范围内,通过调整力矩器外接电阻、PWM频率和逻辑位数,全数字挠性加速度计闭环读出电路可以测得标准偏差为1.5×10-5g,精度为10-4g的加速度值,该方法精简了电路,减少了模拟驱动电路引起的干扰。     

石英挠性加速度计测量误差的机电动力学分析

石英挠性加速度计测量误差的机电动力学分析＊贾建援仇原鹰甄明文贵印（西安电子科技大学电子机械学校西安７１００７１）（中国工程物理研究院５所）０引言目前，国内外批量生产的石英挠性加速度计的测量精度已达到或超过１μｇ，但由于产品在制造或装配中的误差，使得成...     

石英挠性加速度计故障模式分析

广泛应用于导航、制导、武器、探测等领域的石英挠性加速度计包含零组件10余种,加工生产工序百余道,其工作环境复杂,有可能因外部环境变化或内部故障导致仪表失效,进而影响导航精度以及探测精度,严重者将直接导致型号任务失败。常见的故障模式有饱和、无功能和输出异常等。基于对石英挠性加速度计的结构组成和工作原理的分析,列举故障原因和故障表现,并对故障表现和原因进行详细分类,分析加速度计故障机理,针对具体故障提出避免方式,有利于降低加速度计的故障率。尤其是基于对伺服电路工作原理的分析,提出了一种基于电激励的多余物检测方法,可在不拆解表芯的过程中判读多余物是否存在,此方法可在加速度计生产过程以及故障排查过程中发挥作用。     

一种高精度石英挠性加速度计自动测试系统设计

石英挠性加速度计(简称石英加表)作为惯性平台的核心器件,其精度、可靠性是国内外研究的重点。该文研发了一套加速度计自动测试系统,采用强制均温和半导体制冷片调温的温控仪实现了采样电阻的精确温控,可针对不同采样电阻对测试精度的影响,应用采样电阻补偿算法,有效提高了温度稳定性和采样测量精度。经试验验证,采样电阻最小误差为百万分之4.3,可控采样电阻温度变化小于0.02℃,输出最大温度漂移为0.01 V,满足实际工程需求。     

一种石英挠性加速度计表头参数辨识方法研究

由于石英挠性加速度计表头参数理论值与实际值不一致,会影响加速度计的一些性能指标。为了获得石英挠性加速度计正常工作下的实际表头参数,研究了采用电激励法测试加速度计系统的闭环幅频特性,在幅频特性测试数据的基础上,运用MATLAB中的最小二乘曲线拟合方法编制程序辨识出石英挠性加速度计表头的3个参数。结果表明,这种方法简单可行,具有很大的实用性。     

基于高精度A/D的石英挠性加速度计数据采集的设计

主要针对捷联惯导系统中对加速度计信息处理的高精度要求,介绍了基于高精度A/D的对石英挠性加速度计数据进行采集的设计,完成了系统的软、硬件设计。设计采用了高精度A/D转换芯片AD7691和FPGA芯片XC3S500E来完成系统功能,在详细阐述硬件设计的基础上,对软件设计进行了相应的介绍。     

温度测试中石英加速度计热传递方式研究

针对温度试验中仪表输出值测试准确性、重复性不高的现状,以石英加速度计为例,进行了阶梯保温试验。试验在不同位置设置测温电阻,在不同的温度条件下,对不同工位的仪表表芯、表芯上下位置及工装等不同位置的温度进行实际测量。试验获得了表芯、工装以及温箱的实际温度数据。通过热传递相关因素的分解,温度场边界条件分析并结合测试数据,找到仪表内部温度变化、仪表与环境温度变化、工装与环境温度变化的特点。建立并修正了温箱内仪表、工装的热传递模型,并找到了仪表测试数据误差的原因。最后,从仪表设计优化、测试设备优化、测试工艺优化等方面对后续改进提升石英加速度计温度模型测试精度提出了建议。     

基于石英挠性加速度计的卫星微振动测量控制单元的设计

卫星微振动高精度测量与控制是评价卫星平台与遥感系统等有效载荷成像质量和高精度姿态指向的关键因素,石英挠性加速度计作为高精度加速度敏感传感器可应用于卫星在轨微振动监测。针对石英挠性加速度计,设计了一种测量与控制电路,作为在轨微振动测量系统的核心组成单元,用于微加速度信号的检测与调理、抗混叠滤波、数据同步采集、处理、存储和状态控制。实际测试表明其信号测量精度高,数据采集同步性好,工作稳定可靠。     

基于平面线圈的石英挠性加速度计的初步设计

针对石英挠性加速度计目前存在的稳定性不好、温漂较大及不能兼顾大量程和高灵敏度测量等问题,提出了使用通电线圈代替永磁材料提供支承磁场,在石英摆片上双面光刻螺旋线圈作为力矩线圈的构想,并以此为基础初步设计了基于平面线圈、灵敏度可调的石英挠性加速度计.经过建模分析,可以达到预想的效果.     

石英数字加速度计技术研究

分析了石英数字加速度计的一系列优点,对现行石英数字加速度计的主要技术指标和基本原理进行了详细论述,重点研究了石英数字加速度计的各个组成部分的功能、设计原则及技术要求,对各种技术进行了比较和分析,并分析了石英数字加速度计的发展前景。     

石英挠性加速度表在装配过程中全量程离心筛选

分析了加速度表在装配过程中挑选表芯的重要性，介绍了加速度表在完成表芯装配工序之后采用夹具装夹表芯进行离心筛选的优越性与方法。     

石英谐振式力传感器及其稳定性的研究

介绍了一种高精度石英谐振式力传感器,对敏感器件——谐振器、膜片及力传递系数进行了研究、设计与计算,从理论到实验对传感器的稳定性进行了研究,指出增加谐振器厚度及改善谐振器支撑条件均可提高传感器的稳定性和临界载荷。     

压电加速度计磁灵敏度的研究

本文通过试验,测量了压电加速度计在不同磁场强度下的电信号输出,并对所测数据进行计算分析,得到了压电加速度计的磁灵敏度并不是常数,是随磁场强度增大而增大的,且呈非线性地增加的结论。     

退火温度对纳米晶软磁材料的热稳定性影响研究

研究了Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶软磁材料的磁导率温度稳定性、居里温度等特性以及退火温度对它们的影响。结果表明：退火温度低于520℃时，磁导率温度系数αu随环境温度的升高而提高；退火温度为540℃～580℃时，αu随环境温度的升高而降低，且在初始磁导率μ-θ（温度）曲线上只出现一个Hopkinson峰；退火温度在520℃-560℃范围内，αu较小，磁性温度稳定性较高。     

石英振梁加速度计微细加工工艺研究

介绍了石英振梁加速度计微细加工工艺.对其中的重点、难点进行研究分析.对石英晶片上Cr-Au掩蔽薄膜的沉积工艺,从理论上分析了影响薄膜抗蚀性因素,提出了解决办法.在湿法腐蚀过程中,强调了精确控制腐蚀深度和截面形貌的重要性.并对其带来的影响进行了分析.     

柔性磁悬浮转子动态特性的研究

主要研究了柔性磁悬浮转子的动态特性,并建立了求解其固有频率和振型的理论与计算模型.分析了支承刚度对磁悬浮转子固有频率的影响,对柔性磁悬浮转子的动态特性的研究和认识有助于改善磁力轴承的结构设计,并对磁力轴承的控制系统研究具有重大意义.     

石英光纤束辐射测温仪的研究

本文研究了直接耦合式特种石英光纤束低温辐射测温仪的理论和设计,实现了低至１２０℃的温度测量。研究表明,光纤束接收和传输靶目标的辐射功率与光纤束输入端和靶目标间距无关;且当光纤束轴与靶目标表面法线夹角小于±１５°时,也与夹角无关。因此仪器的校正和使用非常方便。在工业、农业、生物学和激光外科手术等领域有广泛用途。温度分辨率小于０．５℃。     

改善磁流体稳定性的研究

本研究从改进磁流体的制备方法入手,很好解决了磁流体中Ｆｅ３Ｏ４粒子的聚闭问题,并利用表面活性剂对Ｆｅ３Ｏ４粒子进行单独或复合包覆处理制备出了高稳定性的油基,水基及聚醚基磁流体。     

柔性极靴磁脂密封温度场和传热性能的研究

针对现有磁脂密封密封能力有限、运行时极靴易与转轴发生刚性磕碰;而刷式密封摩擦生热较大、不能实现零泄漏等问题,综合磁脂密封与刷式密封的特点,提出了新型柔性极靴磁脂密封。利用GAMBIT和FLUENT软件建立柔性极靴磁脂密封的数值分析模型,对比分析了柔性极靴磁脂密封理论上的温度场分布以及磁脂温升规律等传热特性。结果表明:密封的接触线速度、柔性丝的直径、排列倾角和安装过盈量都会对磁脂温度变化产生一定的影响;排列倾角和安装过盈量对磁脂温升的影响有限。由于涂层厚度过小,改变涂层材料,对磁脂温度的影响较小。此外,建立了柔性极靴磁脂密封试验系统,验证了随着转轴转速的增加,柔性极靴密封功耗和磁脂温度会有明显的上升。     

一种电容式加速度传感器的温度补偿电路

在电容式加速度传感器系统中,与电容式加速度敏感头相连的外围电路普遍存在温度漂移的问题.利用差分运算放大电路作为传感器的温度补偿电路,并描述了其工作原理.实验结果表明,该温度补偿电路可有效抑制传感器外围电路的温度漂移,把-40～60 ℃温度范围内的温漂抑制在20 mV内,且对电容式加速度传感器的线性度也有明显的改善.该补偿电路结构简单、实用性强、调节方便,具有一定的生产应用价值.