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石英撓性加速度計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在使用時容易導(dǎo)致石英擺片撓性梁的斷裂,磁感應(yīng)強度容易受時間、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。石英撓性加速度計的兩部分關(guān)鍵技術(shù):一方面根據(jù)石英擺片進行了受力計算和有限元應(yīng)力分析,改進了石英擺片的結(jié)構(gòu),并對石英擺片進行了加工實驗;另一方面對力矩器進行了設(shè)計,運用ANSYS分析得出了力矩器的磁場分布,并且驗證了工作間隙的磁感應(yīng)強度及電磁力的大小。
石英撓性加速度計抗振性能良好,其測角精度為角秒級。主要用于石油鉆井的隨鉆測斜系統(tǒng)和連續(xù)測斜系統(tǒng)中,并可廣泛用于其它工作環(huán)境惡劣的系統(tǒng)中。 對于石英撓性加速度計,它是典型的模擬反饋加速度計,通常以電流或電壓的方式輸出,其標定測試主要是測量反饋回路的電流信號,但反饋電流信號比較弱,準確采集比較困難。一般高精度的慣導(dǎo)系統(tǒng)對加速度計的精度要求要達到10-5g,這樣就需要轉(zhuǎn)換器的精度要達到10-6g。目前對于模擬反饋加矩方式的加速度計,若采用常規(guī)的A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)采集,A/D板的轉(zhuǎn)換位數(shù)需達到24位(分辨率1/224)。但當轉(zhuǎn)換速度很快時,在低端精度會有所損失,達不到24位的標準,這使其在轉(zhuǎn)換過程中的速度、量程以及精度不能同時兼顧。
撓性加速度計批發(fā)開始出現(xiàn)新型的非液浮的所謂干式加速度計。由于這種表面選用撓性支承技術(shù)所以稱為石英撓性加速度計,且其結(jié)構(gòu)與工藝大大簡化,這種石英撓性加速度計已廣泛運用于各類現(xiàn)代慣性系統(tǒng)中。撓性加速度計批發(fā)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,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已廣泛應(yīng)用于各類現(xiàn)代慣性系統(tǒng)中。撓性加速度計批發(fā)具有結(jié)構(gòu)簡單、精度高、靈敏度高、長期穩(wěn)定性好、體積小巧、功耗小、成本低等優(yōu)點,是對加速度、速度、距離、搖擺、振動、傾斜等物理量敏感、測量、控制方面的換代產(chǎn)品。
加速度計是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的核心元件之一,它敏感載體的加速度信息輸出與載體加速度成比例的信號。石英撓性加速度計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。撓性加速度計批發(fā)的工作原理是慣性質(zhì)量受到外界加速度時,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。 伺服放大器檢測到這一變化并輸出相應(yīng)的電流,送至位于磁場內(nèi)部的線圈上,產(chǎn)生與輸入加速度力矩相平衡的反饋力矩,慣性質(zhì)量再次回到平衡位置。