[發明專利]一種高精度石英加速度計的溫控裝置及其溫控方法

有效

• 申請號: 201711448843.8
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108363430B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 仇立偉;姬占禮;何小飛;朱紅生;黃小娟;吳立秋;白永星;郭偉利
• 申請（專利權）人: 北京航天時代光電科技有限公司
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

1.一種高精度石英加速度計的溫控裝置，其特征在于：包括石英加速度計(1)、本體(2)、加熱片(3)、隔熱罩(4)、墊塊(5)和溫度傳感器(6)；本體(2)采用實心立方體結構，本體(2)上分別安裝三個相互正交的石英加速度計(1)；每個石英加速度計(1)表殼上均粘接一個用于升溫的加熱片(3)，每個石英加速度計(1)表殼上均粘接一個溫度傳感器(6)，每個石英加速度計(1)內部均粘接一個溫度傳感器(6)；隔熱罩(4)套裝在石英加速度計(1)、本體(2)和加熱片(3)上，用于隔絕外部環境熱交換；本體(2)固定連接在慣性測量裝置上，并通過墊塊(5)隔絕外部環境熱交換。

2.根據權利要求1所述的一種高精度石英加速度計的溫控裝置，其特征在于：所述石英加速度計(1)內部扼鐵位置通過導熱硅橡膠粘接溫度傳感器(6)；石英加速度計(1)內部額外設有兩個絕緣端子，兩個絕緣端子分別置于溫度傳感器(6)兩端；石英加速度計(1)的溫度系數小于1×10^-5g/℃。

3.根據權利要求1所述的一種高精度石英加速度計的溫控裝置，其特征在于：所述本體(2)的材料采用硬鋁，本體(2)上分別設有三個凸臺，三個凸臺上均設有用于安裝石英加速度計(1)的凹孔；本體(2)與慣性測量裝置固連的安裝面平面度優于0.02mm，粗糙度Ra優于3.2μm，并進行陽極氧化絕緣處理。

4.根據權利要求1所述的一種高精度石英加速度計的溫控裝置，其特征在于：所述加熱片(3)采用薄膜型電加熱器，加熱片(3)單面設有用于防止粘接起翹的不干膠。

5.根據權利要求1所述的一種高精度石英加速度計的溫控裝置，其特征在于：所述隔熱罩(4)采用環氧酚醛層壓玻璃布板，隔熱罩(4)上設有用于穿設導線的通孔，并通過硅橡膠密封。

6.根據權利要求1所述的一種高精度石英加速度計的溫控裝置，其特征在于：所述墊塊(5)采用T型結構，墊塊(5)的數量不少于八個，每兩個墊塊(5)為一組，分別穿設在本體(2)和慣性測量裝置上；墊塊(5)的材料采用陶瓷。

7.根據權利要求1所述的一種高精度石英加速度計的溫控裝置，其特征在于：所述溫度傳感器(6)采用PT1000型鉑電阻溫度傳感器。

8.一種基于權利要求1所述高精度石英加速度計的溫控裝置的溫控方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1，組裝高精度石英加速度計的溫控裝置；

S2，根據環境溫度以及預設的石英加速度計(1)表芯穩態溫度和期望的調整時限，設置門限溫度，并對石英加速度計(1)表殼進行獨立加溫；

S3，利用安裝在石英加速度計(1)內部的溫度傳感器(6)監測石英加速度計(1)表芯實際溫度；

若石英加速度計(1)表芯實際溫度與預設的石英加速度計(1)表芯穩態溫度的差值小于-0.2℃，則返回S2；

若石英加速度計(1)表芯實際溫度與預設的石英加速度計(1)表芯穩態溫度的差值處于-0.2℃～+0.2℃，則停止加熱；

若石英加速度計(1)表芯實際溫度與預設的石英加速度計(1)表芯穩態溫度的差值大于+0.2℃，則采用溫度補償的方法進行溫度控制。

9.根據權利要求8所述的一種基于所述溫控裝置的溫控方法，其特征在于：S1中，加熱片(3)的粘貼步驟如下：

第一步，檢查加熱片(3)外觀，確保加熱片(3)無破損或折痕；

第二步，清除石英加速度計(1)表殼的多余物；

第三步，將加熱片(3)粘貼在石英加速度計(1)表殼上；

第四步，在加熱片(3)邊緣涂覆硅橡膠GD414，常溫放置24小時以上。

10.根據權利要求8所述的一種基于所述溫控裝置的溫控方法，其特征在于：所述S2～S3中；石英加速度計(1)表殼溫度控制采用分段比例控制邏輯：

當石英加速度計(1)表芯實際溫度小于門限溫度時，加熱片(3)配套電路按照全功率輸出；

當石英加速度計(1)表芯實際溫度不小于門限溫度時，加熱片(3)配套電路按照逐級遞減的比例系數輸出；

所述溫度補償的方法如下：

利用最小二乘法分別擬合石英加速度計(1)的零位和標度因數與溫度的關系模型，根據石英加速度計(1)表芯實際溫度對石英加速度計(1)零位和標度因數進行實時補償。