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.
加速度引起的差动电容变化量C,由伺服电路中差动电容检测器检测,其输出为电流,此电流经电流积分器变成输出电压,然后跨导补偿放大器把电压变成输出电流,该输出电流的大小与输入加速度成正比。极性取决于输入加速度的方向。石英挠性加速度计具有结构简单、精度高的特点。在惯性导航系统、大地测量系统中有广泛的应用。这种加速度计的主要缺点是,测量加速度超过700m/ ,其非线性误差明显增大,同时不能承受太大的冲击振动。3轴加速传感器可以像感测倾斜度那样感测出“旋转度”:在存在重力的状态下测量倾斜的低速变化、检测重力矢量的变化,以及确定方向是顺时针还是逆时针。倾斜检测也可以与点击(冲击)识别结合使用,以便操作员能以单手控制设备的更多功能。加速度传感器具有优异的零偏稳定性,单向加速度传感器,噪声低,线性度好坚固的MEMS设计使在严酷环境下也能实现高性能低即使是在振动状态下,加速度传感器,也能进行高精度输出优越的耐冲击性。
微加速度传感器有压阻式、压电式、电容式等形式。
压电式传感器是利用弹簧质量系统原理。敏感芯体质量受振动加速度作用后产生一个与加速度成正比的力,压电材料受此力作用后沿其表面形成与这一力成正比的电荷信号。压电式加速度传感器具有动态范围大、频率范围宽、坚固耐用、受外界干扰小以及压电材料受力自产生电荷信号不需要任何外界电源等特点,六轴加速度传感器,是被最为广泛使用的振动测量传感器。虽然压电式加速度传感器的结构简单,商业化使用历史也很长,但因其性能指标与材料特性、设计和加工工艺密切相关,因此在市场上销售的同类传感器性能的实际参数以及其稳定性和一致性差别非常大。与压阻和电容式相比,其缺点是压电式加速度传感器不能测量零频率的信号。廊坊市航新仪器仪表有限公司秉承三十三所几十年加速度计研制历程,工业加速度传感器,目前石英挠性加速度计、加速度传感器已经形成了系列化产品,产品类型从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、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。