[發(fā)明專利]一種數(shù)字式石英撓性加速度計(jì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010024992.7
• 申請(qǐng)日: 2020-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN111351961A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴成軍;李雷;馬孝育;王海明;陶志遠(yuǎn);劉志偉;高宇;鄭永亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西華燕航空儀表有限公司
• 主分類號(hào): G01P15/125
• 分類號(hào): G01P15/125
• 代理公司: 西安泛想力專利代理事務(wù)所(普通合伙) 61260
• 代理人: 石琳丹

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N數(shù)字式石英撓性加速度計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字式輸出信號(hào)，滿足制導(dǎo)系統(tǒng)和飛控系統(tǒng)的使用要求，并且具有線路簡(jiǎn)潔以及可靠性高等特點(diǎn)。該數(shù)字式石英撓性加速度計(jì)的伺服電路板包括差動(dòng)電容檢測(cè)單元、電流積分器、跨導(dǎo)/補(bǔ)償放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述力矩器定子組件發(fā)生的加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電容信號(hào)輸入所述差動(dòng)電容檢測(cè)單元，經(jīng)差動(dòng)電容檢測(cè)單元轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，該電流信號(hào)經(jīng)所述電流積分器積分后輸出電壓，再由跨導(dǎo)/補(bǔ)償放大器將電壓放大并轉(zhuǎn)化為輸出電流，一路反饋至力矩器定子組件，另一路經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸出數(shù)字信號(hào)；所述力矩器定子組件設(shè)置有兩組接線端子，與伺服電路板上的對(duì)應(yīng)元器件連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及一種加速度計(jì)元件，特別涉及一種數(shù)字式石英撓性加速度計(jì)。

背景技術(shù)

石英撓性加速度計(jì)是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的主要元件之一，被廣泛應(yīng)用于航天、航空、航海及武器系統(tǒng)的導(dǎo)航制導(dǎo)與控制等領(lǐng)域。

目前，大多數(shù)石英撓性加速度計(jì)都是將感應(yīng)到的外界加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)對(duì)外輸出的，而外部系統(tǒng)需要采集的是數(shù)字信號(hào)，并且現(xiàn)有技術(shù)中，石英撓性加速度計(jì)和數(shù)字轉(zhuǎn)換電路分開安裝，占據(jù)了過(guò)多的空間，功率高，啟動(dòng)慢，更不利于系統(tǒng)小型化；而且，整體線路連接不夠簡(jiǎn)潔，可能會(huì)影響各功能組件信號(hào)傳輸及轉(zhuǎn)換的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種數(shù)字式石英撓性加速度計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字式輸出信號(hào)，滿足制導(dǎo)系統(tǒng)和飛控系統(tǒng)的使用要求，并且具有線路簡(jiǎn)潔以及可靠性高等特點(diǎn)。

本申請(qǐng)實(shí)施例所采用的技術(shù)方案是：

一種數(shù)字式石英撓性加速度計(jì)，包括伺服電路板、第一力矩器定子、第二力矩器定子以及殼體；在第一力矩器定子與第二力矩器定子之間同軸安裝的有磁鋼組件、電容極板和用于產(chǎn)生再平衡力矩的擺組件，所述伺服電路板安裝于殼體內(nèi)，與殼體通過(guò)膠接、激光焊密封焊接；

所述伺服電路板包括差動(dòng)電容檢測(cè)單元、電流積分器、跨導(dǎo)/補(bǔ)償放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述力矩器定子組件發(fā)生的加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電容信號(hào)輸入所述差動(dòng)電容檢測(cè)單元，經(jīng)差動(dòng)電容檢測(cè)單元轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，該電流信號(hào)經(jīng)所述電流積分器積分后輸出電壓，再由跨導(dǎo)/補(bǔ)償放大器將電壓放大并轉(zhuǎn)化為輸出電流，一路反饋至力矩器定子組件，另一路經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸出數(shù)字信號(hào)；所述第一力矩器定子設(shè)置有兩組接線端子，與伺服電路板上的對(duì)應(yīng)元器件連接；其中，第一組接線端子有兩個(gè)，分別接電容極板的兩端；第二組接線端子有三個(gè)，分別作為力矩器高端、定子地和力矩器低端。

可選的，所述伺服電路板上設(shè)置有八個(gè)接線柱，分別作為力矩器低端、力矩器高端、-15V電壓輸入端、+15V電壓輸入端、電源地、串行數(shù)據(jù)端口、時(shí)鐘端口和數(shù)字電源端口。

可選的，所述八個(gè)接線柱在伺服電路板的正面上整體沿以伺服電路板中心為圓心的半圓弧線排布，且呈軸對(duì)稱；所述力矩器定子組件的兩組接線端子在伺服電路板上對(duì)應(yīng)的元器件分別位于對(duì)稱軸的兩側(cè)。

可選的，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采用數(shù)字濾波單元，使前級(jí)過(guò)采樣頻率降低到乃奎斯特采樣頻率，且將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為設(shè)定字長(zhǎng)的數(shù)字信號(hào)。

可選的，所述第一力矩器定子和第二力矩器定子采用推挽式結(jié)構(gòu)，所述磁鋼組件并聯(lián)熱敏磁分路環(huán)，用于補(bǔ)償溫度變化造成工作氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度的減小。

可選的，所述的擺組件擺動(dòng)工作氣隙范圍為0.032mm。

可選的，所述力矩器定子組件中的一個(gè)力矩器定子采用整體充磁的形式，充磁后磁鋼組件中心點(diǎn)端面磁密Bd’＝1000～1300GS。

可選的，所述殼體以及伺服電路板的直徑均不大于25.5mm。

本申請(qǐng)具有以下有益效果：