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航天器加速度計(jì)的應(yīng)用和發(fā)展方向
航天器加速度計(jì)是測量運(yùn)載體線加速度的儀表。 加速度計(jì)由檢測質(zhì)量(也稱敏感質(zhì)量)、支承、電位器、彈簧、阻尼器和殼體組成。隨著加速度計(jì)的不斷發(fā)展,加速度計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣,在儀器儀表、設(shè)備檢測、方向測量、傾角和搖擺測量、工業(yè)振動檢測、貴重物品防摔、運(yùn)動員輔助訓(xùn)練等中也發(fā)揮著重要的作用。目前加速度計(jì)廠家開始把目光投向了前景更為廣闊的消費(fèi)電子產(chǎn)品,尤其是便攜式設(shè)備市場。物體在宇宙空間,就不可避免地受到力的作用,地球引力作用稱為重力,還有太陽、月球以及其他天體的引力作用。加速度計(jì)具有高靈敏度、小尺寸、低成本等等特點(diǎn),能夠測量靜態(tài)和動態(tài)加速力,因而使眾多新型應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)。 隨著加速度計(jì)性能的不斷改進(jìn),將催生越來越多的應(yīng)用
如何用加速度計(jì)提高傾角測量精度
在乘用車上,電動停車制動器(EPB)用于使汽車在平坦的坡道上保持靜止。這是通過使用單軸或雙軸加速度計(jì)測量傾斜角來實(shí)現(xiàn)的。通常的做法是在EPB控制單元的模塊中安裝X軸/Y軸或Z軸低g加速度計(jì)。如今,越來越多的汽車配備了ESC(電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)),它在單個(gè)芯片中集成了低g加速度計(jì)和陀螺儀。這樣做是為了防止汽車滑倒和傾覆;今天,ESC功能已成為世界各國的強(qiáng)制性要求。如果通過組合設(shè)備(單芯片,組合加速度計(jì)和陀螺儀)實(shí)現(xiàn)傾斜測量,則無需在汽車中安裝單獨(dú)的EPB模塊,這可以顯著降低汽車的成本。石英撓性加速度計(jì)具有體積小、重量輕、精度高、抗干擾能力強(qiáng)、測量范圍寬、過載能力強(qiáng)的特點(diǎn),是慣性組合、imu和捷聯(lián)慣導(dǎo)中不可缺少的關(guān)鍵器件之一。由于組合裝置通常用于ESC,因此不優(yōu)化傾斜檢測,并且當(dāng)通過組合裝置測量傾斜角時(shí),測量精度有時(shí)不能滿足要求。由于組合裝置是XY軸或XYZ軸,因此X軸通常用于傾斜測量。 EPB模塊中的一些傳統(tǒng)的低g加速度計(jì)使用Z軸,因?yàn)樗怪卑惭b在發(fā)動機(jī)艙中。
加速度計(jì)是直接安裝在振動物體表面(或內(nèi)部)的小型設(shè)備。它們包含一個(gè)小塊,由像彈簧一樣操作的柔性部件懸掛。當(dāng)加速度計(jì)移動時(shí),小質(zhì)量將成比例地偏轉(zhuǎn)加速度。可以使用各種傳感技術(shù)來測量質(zhì)量的偏轉(zhuǎn)量。由于質(zhì)量和彈簧力是已知的,撓曲量很容易轉(zhuǎn)換成加速度值。加速度計(jì)的工作原理主要分為以下幾類:閉環(huán)液浮擺式、撓型擺式、振弦式、擺式積分陀螺。加速度計(jì)可以提供一個(gè)或多個(gè)軸的加速度信息。石英撓性加速度計(jì)具有結(jié)構(gòu)工藝簡單、成本低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。因此,由石英撓性加速度計(jì)構(gòu)成的石英撓性加速度計(jì)組件被廣泛地應(yīng)用于捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中。