石英挠性加速度计结构 轭铁由温度系数低,导磁性能好的软磁材料组成。加速度计当有加速度a输入时,由挠性的片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,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,石英挠性加速度计具有体积小、重量轻、精 度高、抗干扰能力强、测量范围宽、过载能力强的特点,是惯性组合、imu 和捷联惯导中不可缺少的关键器件之一。 加速度计可用于受体积限制的航空、航天航海等领域的捷联惯性导航 系统中。
挠性加速度计采用弹性材料支撑摆组件的加速度计。如金属挠性摆式加速度计、石英挠性加速度计等。由于采用了挠性支撑技术,消除了轴承支撑所固有的摩擦力矩。在测量精度允许的范围内,同时考虑到冲击、振动、过载等恶劣条件,合理选取两挠性杆的组合刚度,使其产生的弹性力矩足够小,以便使偏值、标度因数有较好的长期稳定性。惯性导航系统是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面,还可以在水下。惯导的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础,二轴加速度计,通过测量载体在惯性参考系的加速度,将它对时间进行积分,且把它变换到导航坐标系中,就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。
加速度计又被称作“比力传感器”。这是因为,当载体在惯性空间运动时,加速度 计受到的力是天体星球引力场的万有引力与发动机推力的合力,九轴加速度计,所以,单轴加速度计,加速度计测量包括加速度和引力加速度。 加速度计被安装在载体上,当载体在加速度计输入轴方向上相对惯性空间有运动加 速度时,根据牛顿定律,加速度计所受到的外力为: F2mai (2.1) 这个力等于加速度计检测质量摆产生的惯性力,该力:f哿产生惯性力矩,英挠性加速度计原理及性能 Mg=marL 聊一检测质量摆的质量,g;三一检测质量摆的质量中心至挠性枢轴的距离,镇江加速度计,cm; 口广加速度计输入轴方向的输入加速度,单位是g,g=9.8m/s2。 惯性力矩使检测质量摆产生运动,其绕挠性枢轴产生角位移,该角位移使差动电容 传感器产生电容差值,在小角位移时: Ac=Kp.da (2-3) 式中:彳产电容差值,pF; 蟑卜差动电容传感器在零位附近的传递系数,pF/rad; 彳仅一检测质量摆的角位移,rad; 该电容差值经伺服电路变换成电流信号,该电流向力矩器产生一电磁反馈力矩: MI-KtI Q-q 式中:朋卜力矩器的反馈力矩,N rn; 厨一力矩器的力矩系数,N 卜通入力矩器动圈的电流,A。在结构设计上,由于已采取措施令惯性力矩作用点与反馈力矩作用点重合。因此, 在力平衡状态下,必=尥,即 仁(mL/K)口, 式中:m瓣电流标度因数,在数值***于输入加速度为19时所需的反馈电流,亦称自重电流,单位mA/g。 当力矩器反馈力矩与检测质量摆的惯性力矩相平衡时,力矩器动圈中所需的电流与 输入加速度成正比。由于检测质量摆的质量m、质量中心至挠性枢轴的距离三和力矩器 的力矩系数羁均为已知的,因此测量力矩平衡时流经力矩器动圈的电流值,即可测得载 体沿加速度计输入轴上的运动加速度。