单质量块的单轴集成惯性测量器件的设计

介绍了一种单质量块的单轴集成惯性测量器件的结构,提出一种可以利用一个敏感头同时测量某一方向加速度和陀螺信号的集成测量结构形式;同时建立了单轴集成测量器件的模型,并运用计算机辅助软件对其进行仿真,对惯性测量器件的加速度信号和陀螺信号的产生及仿真进行了阐述;最后,为了保证器件有高的成品率,对测量器件的版图进行了优化设计和修改;为了保证高的检测精度,还就测量器件的后续处理电路进行了研究.     

星载差分吸收气压雷达的系统仿真与性能分析

提出一种工作在65~70 GHz强氧气吸收波段的星载差分吸收气压雷达,用以连续获取全球高时空分辨率的海面气压数据。通过对星载差分吸收气压雷达系统设计需求的分析,利用大气廓线数据和大气吸收系数模型,对海面气压差分吸收的性能进行了仿真及性能分析。仿真结果表明：通过强氧气吸收波段下的海面气压和差分吸收指数之间存在线性关系,星载差分吸收气压雷达在66 GHz与69 GHz的工作频率下晴空时得到的海面气压估计的均方根误差在2.6 mbar,不同云况下得到的海面气压估计的均方根误差在3~4 mbar,为后续雷达系统的设计与工程实现提供了参考与依据。     

微加速度开关在高冲击环境中的防护技术研究

加速度开关是感受加速度并输出开关信号的一类惯性器件。基于MEMS技术研制的微加速度开关需要感受的加速度值远低于其承受的环境冲击加速度值。在高冲击环境中,微加速度开关自身的防护成为一大难题。分析了高冲击环境下器件的失效机理,从材料、结构和封装等方面介绍了3种防护措施,即,采用韧性金属材料替代脆性硅材料制作开关芯片、采用缓冲材料灌封开关芯片和引线、采用不锈钢制作封装壳体,3种措施成功地解决了微加速度开关自身的高冲击防护问题,试验证明防护措施十分有效。     

国产智能气压测量仪实验室校准方法研究

以国产智能气压测量仪为研究对象，选取国产DYG4和国外PTB系列气压传感器为实验样本，对国产智能气压测量仪的实验室校准方法展开研究；校准方法对校准所用仪器设备、校准项目、校准数据处理原则展开分析，在校准方法研究基础上设计了DYG4自动化校准系统；校准案例中对样本仪器示值误差、回程误差、测量结果重复性进行了测试，并评定了示值误差测量结果的不确定度，DYG4在各校准点不确定度为0.14 hPa，PTB系列为0.12 hPa；实验室比对结果表明，各校准点归一化偏差绝对值均未超过1，证明校准方法合理。     

一种改进的UAV高度无缝融合导航方法

为了解决无人飞行器多机载高度传感器直接使用和切换导致的信号突变的问题,提出了一种基于微惯性器件、GPS、声纳、气压高度计的高度无缝融合方法.建立声纳和气压高度计误差模型,对其动态误差进行了分析和滤波预处理.采用基于增量的无缝融合方法获取高度变化估计值以修正气压高度.利用无迹卡尔曼滤波(UKF)方法将气压高度计、GPS和惯性导航系统信息进行有效融合获得精确的高度估计值.该方法考虑了各种高度传感器在动态环境下的误差特性,解决了模式切换带来的信号突变问题.飞行试验结果表明:采用该设计的方法系统具有较高的精度和可靠性.经过150 s飞行后,高度估计误差为0.4707m,能够满足无人飞行器飞行要求.     

基于Allan方差法的MEMS惯性器件随机噪声分析

地震仪测量的通常为水平分量,而对旋转分量的测量与研究还相对较少.单独运用陀螺仪测量振动的旋转分量,准确度不高,而且测量结果的漂移量较大.基于MEMS惯性器件的无陀螺捷联惯导技术或者陀螺仪-加速度计组合技术,为六自由度振动测量提供了便利.由于受其加工工艺的限制,MEMS惯性器件的测量精度还存在较大的差异,因此需要对MEMS惯性器件的误差特性进行对比测试与分析.文章应用Allan方差法对两种MEMS惯性器件的随机噪声进行了分析,得到了量化噪声、速度随机游走、零偏不稳定性、加速度随机游走、速率斜坡等5项随机噪声指标.随机噪声分析的结果表明,Allan方差法能有效地对MEMS惯性器件的随机噪声进行评估和分析.     

基于8098单片机的气压伺服及数据采集系统

本文介绍了一种以8098单片机为核心器件的气压伺服及数据来集系统，包括硬件设计，软件编程及测控原理。     

压阻式复合加速度传感器的研究

对压阻式复合惯性加速度传感器的惯性变换系统的结构、特性、工作原理进行了分析讨论,建立了数学模型,所设计的惯性式弹性敏感元件,能分别将线加速度产生的惯性力及角加速度产生的惯性力矩转换成弹性梁的变形,通过应变计及电路将此变形转换成为可测的电学量。并能通过合理组合的测量电桥,消除线加速度及角加速度之间交叉耦合影响。试验证明:该惯性系统设计合理,它可以作为线加速度及角加速度复合测量用。     

基于比例阀门的精密气压控制方法研究

对精密气压控制方法进行了研究,应用气动比例阀门作为压力产生的执行机构,采用模拟和数字PID双闭环反馈控制,采用硅压阻模拟传感器和数字石英谐振传感器的双传感器结构,对系统控制结构进行设计,实现了气体压力的精密控制,压力输出准确度为0.02％,控制稳定性达0．003％。系统压力产生速度快、没有压力过冲,控制精度高,稳定性好。该系统为压力参数的自动检定提供了精密压力基准源,可以实现压力表、压力变送器和压力传感器的自动检定校准。     

高g值加速度传感器的窄脉冲校准理论与方法

针对高g值加速度传感器动态特性校准中遇到的激励窄脉冲的宽度问题,提出了适用于高g值加速度传感器动态特性的窄脉冲校准准则。该准则给出了对不同谐振频率的高g值加速度传感器的动态特性进行校准时,校准所需的激励窄脉冲的最大脉冲宽度与传感器谐振频率的关系。依据该准则设计了窄脉冲校准系统,并对8309型高g值加速度传感器进行了校准实验。实验结果表明,该准则对于高g值加速度传感器频率响应特性的校准是有效的,按照该准则所定脉宽的脉冲能够激起被较准的高g值加速度传感器的各阶谐振频率。     

过载振动复合环境下平台惯导系统仿真分析

分析了过载振动复合环境下平台系统的工作原理和误差情况,提出一种反映惯性仪器结构振动特性的误差模型。设计了基于Simulink的复合环境下惯性测量误差的仿真流程。对过载振动复合环境下惯性测量误差进行仿真,得到复合环境下惯性测量误差的规律。研究表明,惯性仪器在过载振动复合环境下,因为结构变化而产生了较大的工作误差,这些误差的表现形式相当复杂,在单一环境实验中是体现不出来的。     

基于双离心机的加速度计动态校准装置

加速度计动态校准装置基于双离心机原理,通过主离心机和从离心机的同时旋转产生动态线加速度,从而实现对加速度计的动态校准.介绍了加速度计动态校准装置的工作原理,建立了其复现加速度的幅值数学模型,针对在大过载条件下从离心机精密旋转问题,设计了从离心机的结构形式和控制方案,并对校准设备所复现加速度的幅值不确定度进行了分析和试验验证,试验结果表明该装置复现动态加速度幅值测量不确定度优于0.2％.     

过载振动复合环境下平台惯导系统仿真分析

分析了过载振动复合环境下平台系统的工作原理和误差情况,提出一种反映惯性仪器结构振动特性的误差模型.设计了基于Simulink的复合环境下惯性测量误差的仿真流程.对过载振动复合环境下惯性测量误差进行仿真,得到复合环境下惯性测量误差的规律.研究表明,惯性仪器在过载振动复合环境下,因为结构变化而产生了较大的工作误差,这些误差的表现形式相当复杂,在单一环境实验中是体现不出来的.     

基于特性方程的离心压气机的性能仿真

详细分析了空气在离心压气机中的流动机理,基于特性方程建立了一种能够达到设计精度要求的快速简单的离心压气机数学模型,模型中计及离心压气机内出现的各种损失。性能仿真模型具有速度快,适用于大量计算等优点。用Modelica语言和Dymola编译器实现了离心压气机的性能仿真。采用建立的数学模型对Chevis离心压气机的性能进行了模拟,并把仿真结果同实际性能曲线进行了比较。结果表明,采用建立的性能仿真数学模型能够模拟离心压气机性能,并能够实现非设计转速小流量工况下的性能仿真,为设计离心压气机提供了一个有力的工具,具有重要的参考价值。     

加速度过载开关

加速度过载开关系列是由硅微机械加速度敏感元件及控制系统组成，具有两组常开／常闭触点，当承受的加速度达到规定值时，内部继电器开关动作，驱动后续电路，实现被控信号接通与断开的电信号开关装置。其采用全密封固态化设计，无常规机械运动部件，高精度，高可靠，低温漂，环境适应强，可供各种型号系统做火工品点火控制或作为加速度敏感器件使用。该产品可以广泛应用到航空、航天、兵器、车辆、地质物探等领域。     

半导体制冷在测压铜柱高低温校准中的应用

测压铜柱在高低温环境下使用时会带来较大的测压误差,必须进行高低温校准。针对当前测压铜柱高低温静态校准系统中的高低温加载部分使用不便的问题,提出了基于半导体制冷技术对其进行改进。对高低温箱的结构及温度测控系统进行了设计及研制,并进行了温度控制实验,高低温箱可控制在-40~50℃范围内,温度控制精度优于±0.5℃,满足了测压铜柱高低温静态校准的要求。     

一种基于STM32的气压控制系统

气压作为常见的物理量,在工业生产中经常需要对其进行及时、精确的控制,为此设计一种以STM32F407单片机作为控制单元的气压控制系统。系统由STM32F407、真空箱、气压罐、气泵、电磁阀以及若干气管组成,可以在程序里设置气压控制区间,单片机根据传感器反馈的当前气压值和设定目标气压值之差值做出相应的动作来调控气压,构成一个实时采集实时控制的闭环控制系统。实验表明该气压控制系统具有精度高、稳定性好等特点,能较好地满足工业生产需求。     

桥式硅压阻器件在气压测量中的应用

介绍了桥式硅压阻器件的工作原理、性能指标和工作特点。通过设计实例说明了压阻器件的应用方法。试验证明:这种气压器件精度高、测量范围宽、体积和普通IC芯片相同、价格低,可以广泛应用在各种气压测量和控制领域。     

一种压阻式三轴高g值加速度传感器的冲击校准

介绍了基于Hopkinson杆技术的激光光栅干涉法这种冲击加速度计的绝对校准方法,给出了加速度传感器灵敏度系数的两种标定公式。使用Hopkinson杆在约12000gn的加速度水平下应用上述校准方法对一种三轴压阻式高冲击微型加速度传感器的灵敏度进行了冲击校准。通过对校准结果的分析比较了两种灵敏度标定公式的优缺点,并对传感器的横向响应作了讨论。     

复合梁加速度计的设计

为了解决现有侵彻环境下高g加速度传感器因过载失效的问题,提出了一种复合梁双框架结构的高g压阻加速度计。对复合梁结构和传统结构的频率、应力、位移进行了分析和比较,复合梁加速度计具有更宽的频率响应范围和更好的抗冲击性能。根据设计的结构对复合梁加速度计的加工工艺进行了研究,为进一步的结构设计优化以及后续的加工提供了有价值的参考依据。