[實用新型]抗惡劣環境的三角剪切式壓電加速度計

有效

• 申請號: 201820475573.3
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN208188149U
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 魯敏;何勤;彭泳卿
• 申請（專利權）人: 北京遙測技術研究所;航天長征火箭技術有限公司
• 主分類號: G01P15/09
• 分類號: G01P15/09
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 武瑩

抗惡劣環境的三角剪切式壓電加速度計，涉及航天傳感器技術領域；包括敏感組件、上蓋和輸出插座；其中，敏感組件為2段柱體結構；敏感組件的底部為正六邊形棱柱結構；敏感組件的頂部為正三棱柱結構；正三棱柱結構與正六邊形棱柱結構為一體結構；上蓋為下端開口的中空圓柱結構；上蓋從上至下罩在敏感組件的上方；輸出插座固定安裝在敏感組件底部正六邊形棱柱結構的側壁上；本實用新型工作頻率寬，幅值線性度小，最大橫向靈敏度比小且基本免調試；實現了對火箭導彈等型號上具有惡劣力學環境和熱學環境下的振動沖擊測量。

技術領域

本實用新型涉及一種航天傳感器技術領域，特別是一種抗惡劣環境的三角剪切式壓電加速度計。

背景技術

火箭和導彈在飛行過程中的振源主要有發動機點火、運行、關機、級間分離以及空氣動力的激勵引起的振動。強烈而持續的振動可能導致火箭結構的疲勞和破壞，同時有可能引起某些儀器的損壞和失效，因而造成飛行試驗的失敗。為了確定彈上振動和沖擊環境，以便提供導彈和火箭的結構設計的依據和儀器設備試驗的條件，必須對彈上的振動和沖擊環境進行測量，測量結果也是萬一火箭發射失利進行故障分析的重要依據。

壓電加速度計在航空航天領域廣泛用于振動沖擊加速度的測量，壓電加速度計主要包括壓縮式結構和剪切結構。目前航空航天領域大部分服役產品均為壓縮式壓電加速度計，與壓縮式結構相比剪切結構具有較強的抗干擾能力，但如果設計不合理，零件材料選擇不合適剪切結構的優點便無法體現，且產品成品率極低。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的上述不足，提供抗惡劣環境的三角剪切式壓電加速度計，工作頻率寬，幅值線性度小，最大橫向靈敏度比小且基本免調試；實現了對火箭導彈等型號上具有惡劣力學環境和熱學環境下的振動沖擊測量。

本實用新型的上述目的是通過如下技術方案予以實現的：

抗惡劣環境的三角剪切式壓電加速度計，包括敏感組件、上蓋和輸出插座；其中，敏感組件為2段柱體結構；敏感組件的底部為正六邊形棱柱結構；敏感組件的頂部為正三棱柱結構；正三棱柱結構與正六邊形棱柱結構為一體結構；上蓋為下端開口的中空圓柱結構；上蓋從上至下罩在敏感組件的上方；輸出插座固定安裝在敏感組件底部正六邊形棱柱結構的側壁上。

在上述的抗惡劣環境的三角剪切式壓電加速度計，所述的壓電加速度計還包括3個壓電片、3個慣性質量塊和預緊環；其中，3個壓電片均固定安裝在敏感組件頂部正三棱柱結構的上表面；3個慣性質量塊固定安裝在正三棱柱結構的側壁；預緊環套裝在3個慣性質量塊的外壁。

在上述的抗惡劣環境的三角剪切式壓電加速度計，每個3個壓電片分別對應放置在正三棱柱3個對應側邊的中心位置；3個慣性質量塊分別對應放置在正三棱柱3個對應側邊的外側壁；且3個慣性質量塊的外壁均為圓弧形狀；壓電片、慣性質量塊和預緊環的上表面位于同一平面。

在上述的抗惡劣環境的三角剪切式壓電加速度計，敏感組件底部正六邊形棱柱結構的側壁設置有凹槽；輸出插座與凹槽過盈配合。

在上述的抗惡劣環境的三角剪切式壓電加速度計，所述壓電加速度計通過敏感組件與外部待測物體連接，當輸入振動沖擊信號時，慣性質量塊與敏感組件發生相對運動并產生慣性力，慣性力作用在壓電片上，壓電片受力后因壓電效應產生電荷信號，電荷信號通過輸出插座傳遞至外界信號采集設備中，實現振動沖擊測量。

在上述的抗惡劣環境的三角剪切式壓電加速度計，所述敏感組件的頂部正三棱柱結構的三個豎直側壁與底部正六邊形棱柱結構上表面的垂直度優于0.05；且相鄰豎直側壁的夾角為60°±3′。

在上述的抗惡劣環境的三角剪切式壓電加速度計，所述預緊環工作溫度為-55℃～+300℃。

在上述的抗惡劣環境的三角剪切式壓電加速度計，所述壓電加速度計的最高工作頻率不小于8000Hz；頻響不平度為5～8000Hz；幅值線性度性為200g幅值線性度＜1％；最大橫向靈敏度比小于3％。