[實用新型]一種加速度計式相對重力測量儀

無效

• 申請號: 200920222296.6
• 申請日: 2009-09-07
• 公開（公告）號: CN201477216U
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 郭曉芳;周敏;嚴小軍;何靜;薛旭
• 申請（專利權）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: G01V7/00
• 分類號: G01V7/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本實用新型涉及一種加速度計式相對重力測量儀，特別是一種便利、快速、機動的高精度相對重力測量系統。

背景技術

重力測量儀是用來進行重力測量的儀器。重力測量儀的類型很多，從應用范圍來分有陸地用的重力儀、海洋重力儀、海底重力儀、航空航天重力儀、井中重力儀等。地球測定重力值可以利用與重力有關的物理現象，例如在重力作用下的自由落體運動、擺的擺動、彈簧伸縮、弦振動等。重力測量在慣性儀表的應用中具有很重要的作用，主要指測定慣性儀表調試位置的重力加速度和加密重力測量。重力測量儀從測量途徑可分為絕對重力儀和相對重力儀，絕對重力測量通常是利用物體在重力作用下的自由落體運動、彈簧伸縮等原理；相對重力測量是指測量數據是與當地重力加速度成比例的信號間接獲取重力加速度。前者是為了修正慣性儀表的工具誤差，后者主要是通過測定一定范圍的重力數據，提供給慣性儀表所需要的、反映局部重力場高頻信息的重力資料(如20′×20′、5′×5′或1′×1′的平均空間重力異常數據)，最終達到提高慣性儀表控制精度的目的。

在慣性儀表的應用中重力測量儀需要具有高精度、快捷、隨機的特點。目前市場上常用的普通絕對重力儀精度較低，而精度高的產品測試時間長，價格較昂貴；而市場上常用的相對重力測量儀，如G400，都需要回到基準點進行校準，也不能滿足隨機測量要求，重力網格法需要事先測定很多網格點，對于20′×20′的網格來說，誤差能達到50mgal以上，精度相對較低。

實用新型內容

本實用新型的技術解決問題是：克服現有重力測量儀的不足，提供一種測量精度高、使用便捷的加速度計式相對重力測量儀，可隨機對重力加速度進行測量。

本實用新型的技術解決方案是：一種加速度計式相對重力測量儀，包括箱體和控制器兩部分，箱體內安裝有電源轉換電路、雙軸水平儀、二位置轉動機構、金屬撓性擺式加速度計、溫控電路、測控電路和A/D轉換電路，轉動機構水平安裝在箱體中間，二位置轉動機構內設有一圓孔用于安裝加速度計，使得金屬撓性擺式加速度計的擺軸與轉動機構的轉動軸相重合，雙軸水平儀固定安裝在二位置轉動機構上用于測量轉動機構的水平度，電源轉換電路接外接電源用于向雙軸水平儀、二位置轉動機構、金屬撓性擺式加速度計、溫控電路供電，溫控電路用于控制金屬撓性擺式加速度計和A/D轉換電路的溫度保持恒定，測控電路接收控制器的控制信號用于控制二位置轉動機構帶動金屬撓性擺式加速度計的二位置旋轉，當二位置轉動機構轉動到位后測控電路控制A/D轉換電路對加速度計的輸出進行測量并進行信號轉換，A/D轉換電路的輸出信號由控制器進行計算處理得到相對重力的測量結果。

所述箱體中安裝有鋰電池，鋰電池由電源轉換電路為其充電，當箱體無外接電源時由鋰電池為雙軸水平儀、二位置轉動機構、金屬撓性擺式加速度計、溫控電路供電。

所述箱體外安裝有調平支架，該調平支架由安裝板和三個可調錐形支撐腿組成。

所述的金屬撓性擺式加速度計，包括殼體、撓性桿、力矩器動圈、由軛鐵和永久磁鐵組成的力矩器定子、由信號傳感器動圈和信號傳感器定子組成的信號傳感器、三角形擺片和伺服放大器，殼體內充滿阻尼液體，三角形擺片、力矩器動圈與信號傳感器動圈組成擺組件，三角形擺片的中心位置安裝力矩器動圈，三角形擺片的頂端安裝信號傳感器動圈，底端連接兩根撓性桿使擺組件與儀表殼體彈性連接，軛鐵固定在殼體的中部，永久磁鐵穿過力矩器動圈，力矩器定子和力矩器動圈構成力矩器，信號傳感器定子固定在殼體上并連接傳感器激磁，當有加速度輸入時，信號傳感器敏感擺組件的位移并轉化為電信號，電信號由信號傳感器動圈輸出至伺服放大器，伺服放大器將電信號放大、校正后反饋至力矩器動圈并由力矩器產生反饋力矩，該反饋力矩使擺組件恢復到平衡位置。

所述的撓性桿通體為柱形，中間對稱位置加工成撓曲圓弧形狀。所述的三角形擺片為平面等腰三角形形狀，三角形擺片中心位置留有通孔用于安裝力矩器動圈，三角形擺片的頂端安裝信號傳感器動圈，兩個底角位置各連接一個撓性桿。所述的三角形擺片在中心線兩側對稱位置至少留有1對通孔。

所述的箱體由內殼體和外殼體組成，內殼體與外殼體之間填裝柔性隔熱材料，所述柔性隔熱材料為太空棉。

本實用新型與現有技術相比的優點是：

(1)本實用新型利用金屬擺式撓性加速度計作為測量傳感器，具有較高的測量精度及抗振和抗沖擊的能力，在測量儀內為加速度計和A/D轉換電路設置了溫控電路，使加速度計和A/D轉換電路在恒定的溫度內工作，從而提高了測量的精度；