这些年来随着惯导系统广泛的应用发展对其加速度计的精度要求、稳定要求不断提高有以下几点性能范围:
1、测量范围:-g~+g
2、阈值:10-5g~10-6g
3、线性度:10-2%~10-4%
4、偏值:10-3g~10-5g
因为惯性导航需要的精度要求很高所以对其加速度计的性能需要保持很好的特性,所以需要考虑温度的变化、仪表的机电参数和电子部件参数随时间变化、受到磁、辐射和其它干扰以及对象随线加速度和角加速度运动而出现误差的可能性。为了消除这些误差,除了优化仪表的结构和系统外,还要研究仪表的校正方法,建立误差模型以便在对象的数字计算机中进行算法补偿。
现在有很多不错的加速度计结构方案并生产使用,而惯导系统中主要采用有摆式积分陀螺加速度计、力平衡式加速度计、振弦加速度计、振梁加速度计和单晶硅微加工加速度计。
1、摆式积分陀螺加速度计:优点是刻度系数的长期稳定性好。
2、力平衡式加速度计:优点是它利用闭路系统的负反馈原理把检测质量悬浮在其结构的某一固定位置上,是应用***的一种。
3、振弦式加速度计:比力平衡式加速度计的抗辐射性能好,比摆式积分陀螺加速度计尺寸小、结构简单、价格便宜.
加速度传感器工作原理压阻式传感器利用材料的压阻效应将物理量转换为电学量的方式来实现信号测量。目前,压阻式加速度传感器多采用如图1所示的“梁-质量块”结构,主要包括质量块、支撑梁和压敏电阻3个基本元件。传感器的高、低截止频率与误差直接相关,加速度传感器生产厂家,允许的误差范围越大其频率范围越宽。一般来说,传感器高频响应取决于机械特性,而低频响应由传感器及其后继电路综合电参数决定,频率截止高的传感器必然是体积小重量轻,反之用于低频测量的一般都体积大重量重。加速度传感器使用中最常见的问题出在测量点的选择和连接方式,选择测量点的原则是在不影响试验件安装的情况下尽量靠近试验件或者试验件上某个最关心的点,由于振动夹具千差万别,如果只是简单把传感器连接在振动台面上的话,可能会造成试验件上的量值超标。
石英挠性加速度传感器一般为单轴力矩反馈式加速度计,通过检测质量来检测外界的加速度信号,再经伺服电路解调、放大,在输出电流信号正比于加速度信号。加速度传感器在实际系统中,二轴加速度传感器,为了提高导航系统的精度,利用三轴转台进行标定实验,标定加速度计零位偏置,以便进行修正补偿,降低加速度计零位偏置对系统带来的不利影响。对于石英挠性加速度计组件的标定,根据观测量的不同可以分为分立标定法和系统级标定法。石英挠性加速度计按其应用分为:船用,航空航天用,车载等。主要有:QA-3000,QA-2000,加速度传感器,INN-202,单向加速度传感器,INN-203,INN-204等。廊坊市航新仪器仪表有限公司石英挠性加速度计已经形成了系列化产品,加速度传感器产品类型从航天器微重力测量用的高精度的μg级GJN-06A-I加速度计,到石油钻井用低成本、抗恶劣环境型GJN-06K加速度计,多达十几种,广泛应用于航天、航空、船舶、军械、石油、岩土工程等诸多领域,为各类系统的导航、制导、控制、调平、监测等提供信号。