三向加速度傳感器是航天背后的英雄

   隨著“天舟”發(fā)射任務(wù)的順利完成，重要部件石英撓性加速度計的“功勞簿”上又增添了濃墨重彩的一筆，三向加速度傳感器準確對接提供了重要技術(shù)保證。從“神舟一號”到“神舟七號”，石英撓性加速度計成功為飛船返回艙提供了準確的測量；以汽車為例，它可以應用在汽車碰撞試驗、汽車安全氣囊（Airbag）、ABS防抱死剎車系統(tǒng)、電子穩(wěn)定程序（ESP）、電控懸掛系統(tǒng)等。從“神舟八號”到“神舟十一號”，作為石英撓性加速度計組合的核心器件，石英撓性加速度計身兼數(shù)職，為交會對接提供速度增量測量、為飛船姿態(tài)控制提供微重力測量、為飛船返回艙提供速度測量等；在已經(jīng)完成的嫦娥3號飛行任務(wù)和即將開展的嫦娥5號飛行任務(wù)中，它都是不可或缺的重要產(chǎn)品，以其穩(wěn)定的表現(xiàn)提供精準的測量數(shù)據(jù)。石英撓性加速度計是一種通過敏感石英擺片相對位置變化來檢測加速度的精密慣性傳感器，石英撓性加速度計按其應用分為：船用，航空航天用，車載等。主要有：QA-3000，QA-2000，INN-202，INN-203，INN-204等。廊坊市航新儀器儀表有限公司石英撓性加速度計已經(jīng)形成了系列化產(chǎn)品，三向加速度傳感器產(chǎn)品類型從航天器微重力測量用的的μg級GJN-06A-I加速度計，到石油鉆井用低成本、抗惡劣環(huán)境型GJN-06K加速度計，多達十幾種，廣泛應用于航天、航空、船舶、軍械、石油、巖土工程等諸多領(lǐng)域，為各類系統(tǒng)的導航、制導、控制、調(diào)平、監(jiān)測等提供信號。

重力儀是測定重力加速度的儀器，更準確的稱呼應為重力加速度儀。重力儀主要由重力傳感器、姿態(tài)測量傳感器、航天器差分定位系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理軟件等組成，其中重力傳感器采用國產(chǎn)石英撓性加速度計、姿態(tài)測量傳感器采用國產(chǎn)光學陀螺。重力儀具有精度高、體積小、重量輕、無人值守等優(yōu)點。ｂ）電磁力矩器（由磁鋼、上力矩器、下力矩器和粘接在石英擺片上的力矩器線圈組成）。光纖陀螺連續(xù)測斜儀是一種先進的井身參數(shù)連續(xù)測量系統(tǒng)，產(chǎn)品采用了高品質(zhì)石英撓性加速度計和光纖陀螺儀，可在三維空間對井身軌跡進行連續(xù)、準確測量，并可實現(xiàn)理想的數(shù)據(jù)處理，與國內(nèi)傳統(tǒng)測斜儀相比具有壽命更長、可靠性更高、效率更快的特點，是集、耐高溫、抗磁場干擾、抗震性好等優(yōu)點于一身的石油井下測控儀器，被廣泛應用于油田、油井的定向測量，開窗側(cè)鉆過程中的方位測量和老油井的軌跡復測，為鉆井施工、修井作業(yè)和分析地層變化提供了可靠數(shù)據(jù)。三向加速度傳感器在導航、石油測井等場合應用十分廣泛，其伺服電路有兩種形式，一種是裸芯片粘接在陶瓷基片上的混合厚膜集成電路，即HIC；另一種是塑封微電路焊接在PCB上實現(xiàn)的模塊化電路。

石英撓性加速度計是一種力平衡式傳感器，它將輸入加速度轉(zhuǎn)換成其撓性擺片的微小位移，并用反饋力加以平衡。三向加速度傳感器一般為單軸力矩反饋式加速度計，通過檢測質(zhì)量來檢測外界的加速度信號，再經(jīng)伺服電路解調(diào)、放大，在輸出電流信號正比于加速度信號。三向加速度傳感器產(chǎn)品廣泛用于航空航天導航系統(tǒng)、石油鉆井測斜或地質(zhì)勘探捷聯(lián)系統(tǒng)。試驗器每分每秒所發(fā)生的加速度變化，加速度計組件都了如指掌，從而使GNC系統(tǒng)能夠準確量測飛行器的速度和位移，把握行蹤。其主要由差動電容傳感器、檢測質(zhì)量擺組件、電磁力矩器、電子放大器幾個大的部分組成。石英撓性加速度計還具有低噪聲的優(yōu)勢，也就是說輸出的信號中干擾因素比較少，這將有助于系統(tǒng)更加快捷準確地提取關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

揭秘嫦娥四號、玉兔二號關(guān)鍵技術(shù)

銀河系非常壯觀，深邃的空間非常廣闊。 “嫦娥”這個詞體現(xiàn)了中國人民數(shù)千年來對月球探索的渴望。 1月11日，4號著陸器和玉兔2號月球車正常工作，并發(fā)回了彼此清晰的圖像。第4號任務(wù)取得圓滿成功，中國的月球探測項目“五戰(zhàn)五C”。在漫長的月球旅程中，4號飛機必須經(jīng)歷飛行軌道的許多加速變換才能終到達月球。由航天科技股份有限公司開發(fā)生產(chǎn)的加速度計全程護航，順利完成4號變速控制，確保月球著陸任務(wù)順利完成。為“嫦娥四號”石英撓性加速度計，分別用于在地月轉(zhuǎn)移變軌控制、環(huán)月軌道保持控制和動力下降三大階段測量整器飛行的加速度，從而控制整器的速度變化，以實現(xiàn)準確的變軌控制和平穩(wěn)、準確的著陸控制。根據(jù)第三航空航天科學與技術(shù)學院發(fā)言人黃成友的說法，這個組合的核心部分是—— 三向加速度傳感器，這是一個“工件”。它的性能在中國首屈一指。它幫助神舟系列航天器的11個任務(wù)和第3任務(wù)取得了圓滿成功。據(jù)介紹，這次由4號開發(fā)的加速度計組合，采用新的設(shè)計方案為核心部件石英柔性加速度計創(chuàng)建新的匹配電路，大大提高了其可靠性。開發(fā)團隊也做了很多開創(chuàng)性的工作。性設(shè)計使產(chǎn)品成本更低，更小，更輕，并且消耗更少的電力。