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加速度計又被稱作“比力傳感器”。這是因為,當(dāng)載體在慣性空間運動時,加速度 計受到的力是天體星球引力場的萬有引力與發(fā)動機推力的合力,所以,加速度計測量包括加速度和引力加速度。 加速度計被安裝在載體上,當(dāng)載體在加速度計輸入軸方向上相對慣性空間有運動加 速度時,根據(jù)牛頓定律,加速度計所受到的外力為: F2mai (2.1) 這個力等于加速度計檢測質(zhì)量擺產(chǎn)生的慣性力,該力:f哿產(chǎn)生慣性力矩,英撓性加速度計原理及性能 Mg=marL 聊一檢測質(zhì)量擺的質(zhì)量,g;三一檢測質(zhì)量擺的質(zhì)量中心至撓性樞軸的距離,cm; 口廣加速度計輸入軸方向的輸入加速度,單位是g,g=9.8m/s2。 慣性力矩使檢測質(zhì)量擺產(chǎn)生運動,其繞撓性樞軸產(chǎn)生角位移,該角位移使差動電容 傳感器產(chǎn)生電容差值,在小角位移時: Ac=Kp.da (2-3) 式中:彳產(chǎn)電容差值,pF; 蟑卜差動電容傳感器在零位附近的傳遞系數(shù),pF/rad; 彳僅一檢測質(zhì)量擺的角位移,rad;數(shù)字輸出數(shù)據(jù)為16位二進(jìn)制補碼格式,可通過spi(3線或4線)或i2c數(shù)字接口訪問。 該電容差值經(jīng)伺服電路變換成電流信號,該電流向力矩器產(chǎn)生一電磁反饋力矩: MI-KtI Q-q 式中:朋卜力矩器的反饋力矩,N rn; 廚一力矩器的力矩系數(shù),N 卜通入力矩器動圈的電流,A。在結(jié)構(gòu)設(shè)計上,由于已采取措施令慣性力矩作用點與反饋力矩作用點重合。因此, 在力平衡狀態(tài)下,必=尥,即 仁(mL/K)口, 式中:m瓣電流標(biāo)度因數(shù),在數(shù)值于輸入加速度為19時所需的反饋電流,亦稱自重電流,單位mA/g。 當(dāng)力矩器反饋力矩與檢測質(zhì)量擺的慣性力矩相平衡時,力矩器動圈中所需的電流與 輸入加速度成正比。由于檢測質(zhì)量擺的質(zhì)量m、質(zhì)量中心至撓性樞軸的距離三和力矩器 的力矩系數(shù)羈均為已知的,因此測量力矩平衡時流經(jīng)力矩器動圈的電流值,即可測得載 體沿加速度計輸入軸上的運動加速度。
加速度計可使用金屬、陶瓷、石英、硅等材料。石英晶體具有壓電特性,便于激勵和敏感;石英晶體具有很低的內(nèi)部損耗和無限的疲勞壽命,有優(yōu)良的機械晶體穩(wěn)定性;它是通過傳感器端部與被測物體之間的距離變化來測量物體的振動位移或幅值的。石英晶體剛性好,硬度大,還存在零溫度系數(shù)的切型,正因為如此,石英晶體成為振梁式加速度計的材料。
石英撓性加速度計特點:
1. 小型混合伺服電路
2. 用無晶伺向石英制成完全彈性的測震懸置
A. 無軸尖和寶石眼,故無軸承摩擦
B. 無靜摩擦,因而無機械閥
C. 在惡劣環(huán)境下,可長期工作,性能不變
3. 偏值小、偏值穩(wěn)定性高
4. 穩(wěn)定的輸出電壓標(biāo)度因數(shù)
5. 有自檢測能力
6. 抗沖擊強度高
目前智能傳感器是國際上傳感器研究的熱點和前沿,國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)向微型化、集成化發(fā)展的主要瓶頸是我國IC與Mems技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈能力不足,不論是在技術(shù)素質(zhì)、生產(chǎn)能力還是在生產(chǎn)規(guī)模方面與先進(jìn)技術(shù)相比差距都比較大。大力開展智能傳感器研究是我國應(yīng)采取的跨越式的發(fā)展思路,是占領(lǐng)未來信息技術(shù)制高點的戰(zhàn)略的關(guān)鍵措施,也是為了傳感器發(fā)展的趨勢。通俗點講就是,加速度計是用來測量重力矢量的,那么我把測量的機體坐標(biāo)系的加速度轉(zhuǎn)換到參考坐標(biāo)系去和當(dāng)?shù)氐闹亓κ噶勘容^,差別不就是我轉(zhuǎn)換矩陣(DCM,即姿態(tài))的誤差么?低成本加速度計的商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域主要有:民用航空、車輛控制、高速鐵路、機器人、工業(yè)自動化、探礦、玩具等等。同理磁強計是用來測量地磁矢量的,也可以用同樣的方法獲得姿態(tài)的誤差。利用這個思想再稍加處理,就是現(xiàn)在應(yīng)用廣泛的Mahony互補濾波器。
廊坊市航新儀器儀表有限公司具有一批經(jīng)驗豐富,具有開發(fā)、設(shè)計能力的工程技術(shù)人才和管理人員,聘請加表行業(yè)做技術(shù)顧問,擁有技術(shù)精湛、經(jīng)驗豐富的技術(shù)工人。公司秉承“做事先做人,用人先有德,質(zhì)量合格,信譽保證,用戶至上”的方針,建立完善的售前售后服務(wù)體系,確保公司穩(wěn)定長期健康地發(fā)展。 已研制的石英撓性加速度計測試系統(tǒng)具有較高的系統(tǒng)穩(wěn)定性,保溫罩控溫精度達(dá)到±0.2℃,并配有高可靠性的自動數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。同時還擁有精密零部件及精密六面體加工技術(shù)。公司竭誠為廣大各界用戶提供高性價比的產(chǎn)品及服務(wù),并可以為不同需要的用戶,根據(jù)實際需要、應(yīng)用場合及條件提供改進(jìn)、設(shè)計和服務(wù)。輸送到力矩器中的電信號(電流的大小或單位時間內(nèi)脈沖數(shù))就被用來度量加速度的大小和方向。