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石英撓性加速度計(jì)的高精度信號(hào)處理是基于力矩平衡原理、采用伺服回路實(shí)現(xiàn),伺服回路的性能是制約石英撓性加速度計(jì)性能提高的關(guān)鍵因素之一。 現(xiàn)有技術(shù)方案中,混合集成式模擬伺服回路因集成電路工藝問(wèn)題,精度較低;分立元件式伺服回路集成度低,傳輸電容信號(hào)、極易受寄生電容影響,實(shí)用性較低。石英撓性加速度計(jì)主要有4個(gè)分類,分別是SRJ-1、SRJ-2、SRJ-3和SRJ-4等,產(chǎn)品具有量程較大,穩(wěn)定性能好,精度高,氣密性能好的特點(diǎn),主要應(yīng)用在慣性導(dǎo)航系統(tǒng),平臺(tái)慣導(dǎo)系統(tǒng),并在航空、航天、艦船、慣性測(cè)量和制導(dǎo)等行業(yè)。
抗沖擊石英撓性加速度計(jì),由表頭和伺服回路組成,加速度計(jì)表頭包括 上力矩器、下力矩器和位于上述兩力矩器之間的粘有線圈的石英玻璃擺片, 石英玻璃擺片包括支承環(huán)、撓性梁、擺和六個(gè)支承凸臺(tái),其特征在于:沿輸 出軸方向上在所述的石英玻璃擺片的支承環(huán)和擺之間加有限制石英玻璃擺 片變形的限位結(jié)構(gòu),限制了石英玻璃擺片在輸出軸方向大沖擊下的變形,使 撓性梁的應(yīng)力小于石英玻璃材料的強(qiáng)度極限,保護(hù)石英玻璃擺片不發(fā)生斷裂 失效。無(wú)伺服石英撓性加速度計(jì)批發(fā)在不改變儀表外形結(jié)構(gòu)的情況下,使石英撓性加速度計(jì)的抗沖 擊能力達(dá)到了250g,且成本低,簡(jiǎn)單易行,效果特別明顯。
隨著慣性系統(tǒng)低成本化的發(fā)展,在20世紀(jì)60年代中期開(kāi)始出現(xiàn)新型的非液浮的所謂干式加速度計(jì)。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(jì),且其結(jié)構(gòu)與工藝大大簡(jiǎn)化。目前這種石英撓性加速度計(jì)已廣泛應(yīng)用于各類現(xiàn)代慣性系統(tǒng)中。無(wú)伺服石英撓性加速度計(jì)批發(fā)屬于單軸重力加速度計(jì),其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小,精度和靈敏度高、可靠性高等。無(wú)伺服石英撓性加速度計(jì)批發(fā)的工作原理是慣性質(zhì)量受到外界加速度時(shí),相對(duì)位置發(fā)生輕微偏移,引起差動(dòng)電容極板距離的變化導(dǎo)致差動(dòng)電容量的變化。
加速度引起的差動(dòng)電容變化量C,由伺服電路中差動(dòng)電容檢測(cè)器檢測(cè),其輸出為電流,此電流經(jīng)電流積分器變成輸出電壓,然后跨導(dǎo)補(bǔ)償放大器把電壓變成輸出電流,該輸出電流的大小與輸入加速度成正比。無(wú)伺服石英撓性加速度計(jì)批發(fā)是一種用來(lái)反映物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度變化狀態(tài)的物理量,其無(wú)法直接測(cè)量,當(dāng)前的加速度傳感器(加速度計(jì))采用間接測(cè)量以及力的平衡等技術(shù)來(lái)獲取物體的加速度。無(wú)伺服石英撓性加速度計(jì)批發(fā)具有低成本、易操作、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、彈性后效小,具有高精度、大量程、低功耗、直接頻率脈沖輸出等突出特點(diǎn),具有啟動(dòng)重復(fù)性和良好的環(huán)境適應(yīng)性等特點(diǎn)。