[發明專利]一種擺片剛度的測試方法

有效

• 申請號: 201110452478.4
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102564862A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 張蘭;趙連元;秦淑斌;劉英;吳艷;袁楓;楊守安;郭琳瑞
• 申請（專利權）人: 航天科工慣性技術有限公司
• 主分類號: G01N3/14
• 分類號: G01N3/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種剛度的測試方法，具體涉及一種加速度計擺片剛度的測試方法，屬于加速度計制造技術領域。

背景技術

擺片是加速度計中的重要原件，通常主要包括用于敏感加速度的檢測質量塊、外環和連接檢測質量塊與外環的撓性支撐。擺片的剛度是檢測質量塊繞撓性支撐產生單位轉角所需要施加的外力矩，即撓性支撐承受力后所得的變形與所加載荷的比值的倒數，是評價加速度計性能的重要參數。

擺片剛度在加速度計裝配前的確定有利于對擺片的加工質量進行控制，有利于后續加速度計產品的分類裝配和測試，因此裝配前對擺片剛度的測量尤為重要。現在工藝中裝配前對擺片剛度的測試通常有動態法和靜態法：動態法是通過測量檢測質量塊振動時的固有頻率來計算剛度，設備復雜，而且撓性支撐的扭擺性對檢測信號的頻率波形有影響，不利于對固有頻率的簡便測量與分析；靜態法是利用光學測角儀直接測量檢測質量塊繞撓性支撐產生的轉角，但需在檢測質量塊上安裝小鏡面和已知質量的砝碼，調試儀器十分費時，無法滿足加速度計批量生產時對擺片剛度快速簡便測試的要求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術不足，提供一種能快速簡便測試加速度計擺片剛度的方法。

本發明的技術解決方案：一種擺片剛度的測試方法，通過以下步驟實現：

第一步，準備剛度測試裝置，

剛度測試裝置包括讀數顯微鏡、工件支架、位移傳感器和數據采集計算機，讀數顯微鏡包括顯微鏡支架、顯微鏡目鏡、顯微鏡物鏡、指標線分化板和用來調節指標線分化板上下位置的微分鼓輪，指標線分化板連接位移傳感器，位移傳感器與數據采集計算機連接；

第二步，將待測剛度的擺片放置在工件支架上，工件支架支撐在擺片的外環上，工件支架不能遮擋在讀數顯微鏡和待測剛度的擺片之間，調整工件支架，使擺片的擺軸方向垂直向下，令檢測質量塊繞撓性支撐自然下垂；

第三步，調節讀數顯微鏡，

調節讀數顯微鏡目鏡的視度環，使指標線分化板的十字刻線清晰的出現在視場中，調節顯微鏡支架，使讀數顯微鏡聚焦于待測剛度的擺片，使待測剛度的擺片的影像清晰的出現在指標線分化板上；

第四步，獲得檢測質量塊相對基準位置的下垂量Δd，

A4.1、利用微分鼓輪調節指標線分化板十字刻線交點的位置，令十字刻線的交點對準待測剛度的擺片上的基準位置，數據采集計算機采集此狀態下位移傳感器的數據d1，所述待測剛度的擺片上的基準位置為外環的下沿；

A4.2、利用微分鼓輪調節指標線分化板十字刻線交點的位置，令十字刻線的交點對準檢測質量塊上的測量位置，數據采集計算機采集此狀態下位移傳感器的數據d2，所述檢測質量塊上的測量位置為檢測質量塊自然下垂后的最低點；

A4.3、數據采集計算機根據Δd＝d₂-d₁獲得檢測質量塊相對基準位置的下垂量Δd；

第五步，利用第四步得到檢測質量塊相對基準位置的下垂量Δd，通過公式得到檢測質量塊在自重下的轉角θ，其中R為檢測質量塊上的測量位置與撓性支撐根部的距離；

第六步，利用第五步得到的檢測質量塊在自重下的轉角θ，通過公式得到待測剛度的擺片的剛度K，其中L為檢測質量塊重心與撓性支撐的距離，mg為檢測質量塊的重量。

本發明與現有技術相比的有益效果：

(1)本發明創造性地將位移引入到擺片剛度測試中，避免使用現有技術中采用復雜設備和費時的調試儀器，無需設計新的測試儀器，測試方式和裝置簡單；

(2)本發明實現了在加速度計裝配前對擺片剛度的測試，操作簡便，檢測效率高，設備調試并完成一件產品的檢測僅需約2分鐘，而現有的動態法需要約15分鐘，現有的靜態法則需要約20分鐘；

(3)本發明利用讀數顯微鏡結合位移傳感器可在靜態下實現對擺片檢測質量塊下垂量的精確測量，根據不同擺片的結構特點，獲得其剛度參數，測量時無需驅動擺片運動或在擺片上安裝附件；

(4)通過本發明可對擺片的加工質量進行快速有效的評價，有益于加速度計批量生產中的過程控制。

附圖說明

圖1為本發明流程圖；

圖2為本發明剛度測試裝置結構示意圖；

圖3為本發明剛度測試過程中的擺片示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實例對本發明進行詳細描述。

本發明如圖1所示，通過以下步驟實現：

1、準備剛度測試裝置