[發明專利]一種具有小應力形變的慣性傳感器的安裝結構及安裝方法

在審

• 申請號: 201910177256.2
• 申請日: 2019-03-08
• 公開（公告）號: CN109781147A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 楊斌;田新興
• 申請（專利權）人: 中船重工西安東儀科工集團有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C21/16
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發明提出一種具有小應力形變的慣性傳感器的安裝結構及安裝方法，總裝前在MEMS慣性傳感器四個安裝孔內裝上螺紋柱，用螺母及墊片將螺紋柱與傳感器緊固，通過機械加工或研磨的方式對四件螺柱大端面進行精加工，保證四件螺柱大端面在同一平面上，螺紋柱端面與傳感器底面平行度達到0.02mm以內，螺柱表面高出傳感器端面0.8mm，螺柱端面形位公差在±0.02mm內。再將帶螺紋柱的傳感器通過4個螺釘安裝在基座安裝面上，達到傳感器的安裝要求。本發明通過使用低成本MEMS慣性傳感器達到較高測量精度的應用效果，保證傳感器在使用過程中具有測量準確度高和指標長期穩定性好的工作狀態。

技術領域

本發明涉及微機電慣性傳感器的安裝技術領域，具體為一種具有小應力形變的慣性傳感器的安裝結構及安裝方法。

背景技術

慣性傳感器是檢測和測量加速度、傾斜、旋轉和多自由度(DoF)運動的傳感器，是解決導航、定向和運動載體控制的重要部件。微機電(MEMS)慣性傳感器是采用類似于集成電路加工工藝的慣性傳感器，具有全固態、低功耗、耐沖擊和體積小等優點。MEMS慣性傳感器的安裝質量對傳感器的正常工作及工作穩定性起到決定性的作用，慣性傳感器對安裝面的要求非常高，主要體現在基座材料特性、安裝面形位公差、尺寸公差、固定螺釘的預緊力控制等方面。如果安裝結構不符合要求，或安裝方式不正確，就會在慣性傳感器的內部產生應力，導致傳感器測量輸出產生零位誤差，同時隨著時間和環境溫度的變化應力緩慢釋放，進而導致慣性傳感器測量輸出的長期穩定性指標變差。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，本發明提出一種具有小應力形變的慣性傳感器的安裝結構及安裝方法，采用本發明進行MEMS慣性傳感器裝配，特別是ADIS系列集成傳感器組合(如ADIS16448)的裝配，實現通過使用低成本MEMS慣性傳感器達到較高測量精度的應用效果，保證傳感器在使用過程中具有測量準確度高和指標長期穩定性好的工作狀態。

本發明的技術原理是：總裝前在MEMS慣性傳感器四個安裝孔內裝上螺紋柱，用螺母及墊片將螺紋柱與傳感器緊固，通過機械加工或研磨的方式對四件螺柱大端面進行精加工，保證四件螺柱大端面在同一平面上，螺紋柱端面與傳感器底面平行度達到0.02mm以內，螺柱表面高出傳感器端面0.8mm，螺柱端面形位公差在±0.02mm內。再將帶螺紋柱的傳感器通過4個螺釘安裝在基座安裝面上，達到傳感器的安裝要求。

具體本發明的技術方案為：

所述一種具有小應力形變的慣性傳感器的安裝結構，其特征在于：由帶螺紋柱的慣性傳感器、沉頭螺釘(5)、基座(6)組成；

所述帶螺紋柱的慣性傳感器由慣性傳感器(1)、螺母(2)、墊片(3)、螺紋柱(4)組成；

螺紋柱(4)裝在慣性傳感器(1)的四個安裝孔內，并通過螺母(2)、墊片(3)將螺紋柱與傳感器緊固；

四個螺紋柱(4)的大端面在同一平面上，螺紋柱(4)大端面與慣性傳感器(1)底面平行度在0.02mm內，螺紋柱(4)大端面高出慣性傳感器(1)底面0.8mm，螺紋柱(4)大端面的形位公差在±0.02mm內；螺紋柱(4)大端面中心開有同軸的螺紋盲孔；

沉頭螺釘(5)穿過基座(6)中的連接孔后與螺紋柱(4)大端面中心螺紋盲孔連接，將帶螺紋柱的慣性傳感器安裝在基座安裝面上；所述基座的安裝面的平面度、平行度形位公差均在±0.02mm內。

進一步的優選方案，所述一種具有小應力形變的慣性傳感器的安裝結構，其特征在于：所述螺紋柱(4)采用為三段臺階軸，小徑段具有外螺紋，用于在螺紋柱(4)穿過慣性傳感器(1)安裝孔后與螺母(2)、墊片(3)配合，將螺紋柱與傳感器緊固；中間段處于慣性傳感器(1)安裝孔內，大徑段用于與基座安裝面連接。

進一步的優選方案，所述一種具有小應力形變的慣性傳感器的安裝結構，其特征在于：所述慣性傳感器(1)采用ADIS系列集成傳感器組合。