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加速度計(jì),是測(cè)量運(yùn)載體線加速度的儀表。加速度計(jì)由檢測(cè)質(zhì)量、支承、電位器、彈簧、阻尼器和殼體組成。石英擾性加速度計(jì)是根據(jù)慣性原理,通過(guò)整體石英材料加工而成的擺片和擾性支承,并融入先進(jìn)的電子技術(shù)設(shè)計(jì)而成的精密儀表,廣泛應(yīng)用于各種線加速度、低頻振動(dòng)加速度、速度、距離、水平面傾角等參數(shù)的測(cè)量。在艦船、飛機(jī)等領(lǐng)域,大地測(cè)量、地質(zhì)鉆探、精密慣性定位測(cè)量、車(chē)輛測(cè)控、鐵軌測(cè)量等經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。
太空之旅固然浪漫,但是隨著高度的增加,空氣將越來(lái)越稀薄,大氣壓力也將越來(lái)越低,終將接近于真空。為了保證正常工作,石英撓性加速度計(jì)身體內(nèi)部密封了一個(gè)大氣壓的工藝氣體,而在真空環(huán)境下,石英撓性加速度計(jì)內(nèi)部的氣體會(huì)向外泄漏,隨著內(nèi)部壓力的降低,石英撓性加速度計(jì)的測(cè)量精度也將下降。因此,為了保證交會(huì)對(duì)接的測(cè)量要求,必須對(duì)石英撓性加速度計(jì)實(shí)施密封,即給石英撓性加速度計(jì)穿上一套密不透風(fēng)的“外衣”,防止內(nèi)部氣體在真空環(huán)境下的泄漏。在通過(guò)對(duì)各種膠接劑的性能對(duì)比考、膠接劑的成分配比反復(fù)驗(yàn)證,終確定了石英撓性加速度計(jì)密封外衣材料用的膠接劑,并進(jìn)行了精心的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為了充分保證密封的可靠性,又模擬太空使用環(huán)境,對(duì)這件密封外衣進(jìn)行了振動(dòng)、沖擊、熱循環(huán)、熱真空等嚴(yán)酷試驗(yàn)的考核,經(jīng)過(guò)千錘百煉的石英撓性加速度計(jì)密封外衣終于問(wèn)世,為石英撓性加速度計(jì)真空環(huán)境工作提供了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的屏障。
石英撓性加速度傳感器主要有3個(gè)重要的部分:石英擺片組件、電容式傳感器以及伺服控制系統(tǒng)。根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律,依據(jù)力平衡系統(tǒng),推算出石英擺片所受的力,結(jié)合擺片的質(zhì)量得到運(yùn)動(dòng)載體的加速度石英撓性加速度計(jì)是具有先進(jìn)水平的新型傳感器。加速度計(jì)用于比力測(cè)量,無(wú)論慣性導(dǎo)航還是慣性制導(dǎo)都是以加速度計(jì)敏感、測(cè)量載體運(yùn)動(dòng)加速度為基礎(chǔ)的。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外導(dǎo)航領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)正在向靠攏,不僅對(duì)加速度計(jì)本身提出了精度要求,更對(duì)加速度計(jì)標(biāo)定和測(cè)試方法提出了更加嚴(yán)格的要求,標(biāo)定的準(zhǔn)確性關(guān)系著加速度計(jì)準(zhǔn)確數(shù)學(xué)模型的建立,這與導(dǎo)航和制導(dǎo)精度密不可分。因此研究加速度計(jì)的標(biāo)定方法,提高加速度計(jì)數(shù)學(xué)模型的標(biāo)定精度,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
石英撓性加速度計(jì)標(biāo)定具有先進(jìn)水平的新型高等傳感器。它精度高、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好、體積小巧。是對(duì)加速度、速度、距離、搖擺、振動(dòng)、傾斜等物理量敏感、測(cè)量、控制方面的換代產(chǎn)品。石英撓性加速度計(jì)市場(chǎng)在近幾年保持每年8%的增長(zhǎng),目前在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,石英撓性加速度計(jì)是擺式加速度計(jì)的一種,以力學(xué)三大定律作為基本原理測(cè)量加速度。石英撓性加速度計(jì)工作原理主要由上下力矩器、擺組件以及伺服回路組成。其中線圈通過(guò)膠粘方法與石英擺片固連,連同線圈骨架與擺片構(gòu)成擺組件,實(shí)現(xiàn)檢測(cè)質(zhì)量的功能,用以敏感外界輸入加速度。