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針對(duì)航天器自主軌道控制任務(wù)對(duì)加速度計(jì)小量程、高穩(wěn)定性的應(yīng)用需求,提出了一種基于靜電力平衡的石英撓性加速度計(jì)方案.基于整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析,建立了表頭的結(jié)構(gòu)模型并設(shè)計(jì)了靜電力反饋式的閉環(huán)控制系統(tǒng).通過(guò)在控制系統(tǒng)中引入電阻尼補(bǔ)償環(huán)節(jié),避免系統(tǒng)在表頭諧振頻率處振蕩,同時(shí)構(gòu)建基于PID控制的校正網(wǎng)絡(luò)來(lái)提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性.對(duì)閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析,優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)使其具有較高穩(wěn)定性.通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)加速度計(jì)性能指標(biāo)進(jìn)行了標(biāo)定.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:研制的靜電力平衡式石英撓性加速度計(jì)的量程為±0. 12 g,零偏穩(wěn)定性達(dá)到1. 51μg.石英加速度計(jì)主要由表頭、激振電路和測(cè)頻電路等組成。其中表頭由阻尼板、金屬擺、力敏感石英梁組成。具有量程大、精度高、抗過(guò)載性強(qiáng)、體積小、功耗低、價(jià)格廉等特點(diǎn)。
石英撓性加速度計(jì)是一種通過(guò)敏感石英擺片相對(duì)位置變化來(lái)檢測(cè)加速度的精密慣性傳感器,通過(guò)計(jì)算可以準(zhǔn)確獲得系統(tǒng)的速度和位置,為各類(lèi)系統(tǒng)的導(dǎo)航、制導(dǎo)、控制、調(diào)平等提供準(zhǔn)確的加速度測(cè)量信號(hào)空間用石英加速度計(jì)是以熔融石英玻璃經(jīng)特種加工形成石英撓性擺作為主要結(jié)構(gòu)。石英材料很脆, 石英加速度計(jì)在空間振動(dòng)、沖擊、高低溫變化等惡劣環(huán)境下使用, 容易造成擺片撓性支撐處斷裂。
物理特性
尺寸:
φ25.4×30 mm
重量
<80 g
工作性能:
量程
± 15 g
分辨率
50μg
零偏
≤|±15|mg
電流標(biāo)度因數(shù)
2.9±0.5 mA/g
0g 2h 穩(wěn)定性
≤150μg
1g 2h 穩(wěn)定性
零偏溫度系數(shù)
≤|±150|μg/℃
標(biāo)度因數(shù)溫度系數(shù)
≤|±150| ppm/℃
噪聲(負(fù)載840Ω)
≤|±10|mv
電氣特性;
工作電壓范圍
|±12|~|±15|V
工作電流
≤|±20| mA
使用環(huán)境;
工作溫度范圍
-40℃ ~ 120℃
存儲(chǔ)溫度范圍
-50℃ ~ 125℃
振動(dòng)
20g (20~2000Hz)
沖擊
1000g, 0.5ms, 1/2sin
三軸石英擾性加速度傳感器廠家廣泛用于航空航天導(dǎo)航系統(tǒng)、石油鉆井測(cè)斜或地質(zhì)勘探捷聯(lián)系統(tǒng)。其主要由差動(dòng)電容傳感器、檢測(cè)質(zhì)量擺組件、電磁力矩器、電子放大器幾個(gè)大的部分組成。當(dāng)沿敏感軸有加速度作用時(shí),檢測(cè)質(zhì)量的位置發(fā)生變化,位置檢測(cè)器檢測(cè)這一變化,然后將信號(hào)輸入放大器,放大器驅(qū)動(dòng)力發(fā)生器,使檢測(cè)質(zhì)量恢復(fù)到零位。石英撓性加速度計(jì)還具有低噪聲的優(yōu)勢(shì),也就是說(shuō)輸出的信號(hào)中干擾因素比較少,這將有助于系統(tǒng)更加快捷準(zhǔn)確地提取關(guān)鍵數(shù)據(jù)三軸石英擾性加速度傳感器廠家它采用磁懸浮主動(dòng)隔振技術(shù),通過(guò)測(cè)量平臺(tái)的振動(dòng),利用一定的手段防止振動(dòng)影響,為流體物理與燃燒、空間基礎(chǔ)物理、空間材料科學(xué)、空間生命科學(xué)和生物技術(shù)等學(xué)科的微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供實(shí)驗(yàn)環(huán)境保障。