石英挠性加速度计与我国历次飞天任务渊源已久,从“神舟一号”到“神舟七号”,石英挠性加速度计成功为飞船返回舱提供了准确的测量;从“神舟八号”到“神舟十一号”,作为高精度石英挠性加速度计组合的核心器件,石英挠性加速度计身兼数职,为交会对接提供速度增量测量、为飞船姿态控制提供微重力测量、为飞船返回舱提供速度测量等;在已经完成的嫦娥3号飞行任务和即将开展的嫦娥5号飞行任务中,它都是不可或缺的重要产品,以其稳定的表现提供精准的测量数据。空气将越来越稀薄,大气压力也将越来越低,最终将接近于真空。为了***正常工作,科技人员给石英挠性加速度计穿上一套密不透风的“外衣”,防止内部气体在真空环境下的泄漏。为了充分***密封的可靠性,又模拟太空使用环境,对这件密封外衣进行了振动、冲击、热循环、热真空等严酷试验的考核,经过千锤百炼的石英挠性加速度计密封外衣终于问世,为石英挠性加速度计真空环境工作提供了一个坚实的屏障。
石英挠性加速度计在结构上强行磁极对顶固定,三轴石英挠性加速度计厂家,互为对方的反向磁片,在间隙间形成均匀磁场。当有加速度a输入时,由挠元件及力矩线圈组成的敏感质量块相对平衡位置运动而产生惯性力Fa或惯性力矩,然后通过换能器将此机械运动转换成电信号,石英挠性加速度计厂家,再通过伺服放大器变成电流信号,电流信号被馈送到处于恒定磁场中的力矩器而产生反馈力Foc或反馈力矩Moc,与输入加速度引起的惯性力Fa或惯性力矩相平衡,直到再次恢复到平衡位置。在平衡状态下,Foc=Fa,由Fa=ma,无伺服石英挠性加速度计厂家,再根据恒定磁场内线圈流过电流而产生电磁力的公式Fa=Bil,平衡时ma=Bil,则式中,k=m/(Bl)为常数;B为恒定磁场的磁感应强度;l为力矩线圈的总长度。由上式可知,反馈电流i正比于被测加速度a的大小。石英挠性加速度计其主要由差动电容传感器、检测质量摆组件、电磁力矩器、电子放大器几个大的部分组成。当沿敏感轴有加速度作用时,检测质量的位置发生变化,单轴石英挠性加速度计厂家,位置检测器检测这一变化,然后将信号输入放大器,放大器驱动力发生器,使检测质量恢复到零位。加速度计的输出是流过力发生器与输入加速度成比例的电流。
在上个世纪60年代,森德斯坦控制公司(SDC)研制出石英挠性加速度计,之后新的品种不断开发研发,也开始在不同的领域进行应用。其中代表作QA-3000进行了多方面的改进,不仅性能更高,并且成本大幅度降低,使其更符合惯导系统的工作条件和环境。在应用层次上不仅可以在技术领域应用,还能在民用领域应用,比如工程机械、建筑、电梯等。我国的石英挠性加速度计的研制相对较晚,主要是国外对我国的技术封锁的原因导致,一直到上世纪的80年代初,多个研究所和院校开始进行研制,这面比较出名的有三院三十三所、八院八零三所、十院十三所,中船重工、清华大学、哈尔滨工程大学等,国家大力度的支持很快满足了军事和经济发展的要求,在民用市场上尚未完全普及。今年上半年,中国航天科工三院研制的石英挠性加速度计在天舟一号发挥了巨大作用,石英挠性加速度计成功为飞船返回舱提供了准确的测量,为交会对接提供速度增量测量、为飞船姿态控制提供微重力测量、为飞船返回舱提供速度测量等。