開環石英撓性加速度計值得信賴 航新儀器儀表

石英撓性加速度計是測量線加速度的高精度傳感器,在慣性導航系統中具有重要的作用。然而石英撓性加速度計在使用時容易導致石英擺片撓性梁的斷裂,磁感應強度容易受時間、溫度等環境因素的影響導致測量產生不穩定性現象。石英撓性加速度計的兩部分關鍵技術:一方面根據石英擺片進行了受力計算和有限元應力分析,改進了石英擺片的結構,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強度及電磁力的大小。

對加速度計的測試通常采用基于PC104總線的測試系統，或者基于PXI總線技術的測試系統。前者的優點在于，能同時進行多通道測量，測量速度快，容易實現加速度計的動態誤差系數標定；后者優點在于通用性強，模塊化程度高，軟件編程兼容性好。但是兩者都存在一定的缺點：基于PC104總線的測試方案需要采用高精度的模數轉換板，并且要增加相關的信號調理電路；而基于PXI總線技術的測試方案成本較高。目前，隨著總線技術的日趨成熟，由于接口編程方便、開發使用靈活，CPIB通用接口總線成為了目前應用較為廣泛的測試總線。基于上述原因，為有效提高測試效率和自動化水平，設計采用基于GPIB總線的加速度計自動化測試系統。

石英撓性加速度傳感器的性能指標；測量精度高，重復性佳，開環石英撓性加速度計可靠性高體積小，重量輕寬壓供電，功耗低。模擬電信號輸出技術指標技術性能量程±60g閾值(分辨率)1×10-5g偏值（K0）＜4mg偏值（K0）溫漂＜40μg/℃偏值（K0）年穩定性1mg標度因數（K1）1.2～1.46mA/g 。此石英撓性加速度計的使用場景、飛機、艦艇、戰車、水下等制導系統必須要有速度和位置信息，在要求低的場合人們使用空速度計、馬赫數傳感器、里程計等。石英撓性加速度計是目前慣性技術領域中應用廣、發展快的慣性器件。在工作環境溫度恒定條件下，石英撓性加速度計測量精度較高。但由于結構不完善，當工作環境溫度變化或者自身工作發熱時將導致其零偏和刻度因數不穩定，進而影響慣導系統精度。針對溫度變化影響石英撓性加速度計測量精度問題，國內外眾多學者從控制工作環境溫度、進行溫度補償及改善工藝技術等方面已作了大量的研究，但對于石英撓性加速度計熱-結構變形的研究還不夠深入。