[發(fā)明專利]一種撓性加速度計(jì)擺片溫度性能測試方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110026605.8
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN113049849A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 聶魯燕;劉寶鳳;王憲東;楊穩(wěn);李立勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七0七研究所
• 主分類號: G01P21/00
• 分類號: G01P21/00
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王雨晴

本發(fā)明涉及一種撓性加速度計(jì)擺片溫度性能測試方法及系統(tǒng)，包括以下步驟：步驟1、在擺片傳感器C?引出端、擺片傳感器C+引出端焊接引線形成兩組電容測試信號C?、C+待測；步驟2、將待測擺片和上下導(dǎo)磁環(huán)同軸夾持在裝配工裝上；步驟3、利用水平儀，將高低溫箱內(nèi)的隔振基座測試平板表面調(diào)水平；步驟4、將表芯及其裝配工裝放置在隔振基座表面，將兩組電容測試線擺片傳感器C+、C?及各自的低端分別引出到電容測試儀進(jìn)行監(jiān)測；步驟5、分別測試兩組電容值，得到電容差值隨溫度的變化曲線，通過電容差與偏值的換算關(guān)系，得到擺片自身隨溫度的變形對于加速度計(jì)偏值變化的影響。本發(fā)明通過擺片電容差隨溫度的變化，實(shí)現(xiàn)了擺片溫度性能檢測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種在溫度變化使用條件下使用的撓 性加速度計(jì)擺片測試方法，尤其是一種撓性加速度計(jì)擺片溫度性能測試方法 及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

撓性加速度計(jì)是一種差動電容式閉環(huán)高精度的傳感器，最早由美國森的 斯坦公司于二十世紀(jì)七十年代研制成功，具體結(jié)構(gòu)在美國專利(專利號 4250757)有詳細(xì)描述，它的表芯結(jié)構(gòu)、擺部件和擺片，是目前國內(nèi)慣性導(dǎo)航 測量及制導(dǎo)系統(tǒng)普遍使用的結(jié)構(gòu)最簡單的高精度加速度計(jì)。

加速度計(jì)核心敏感元件是擺部件，由一個擺片和兩個力矩器線圈分別纏 繞在各自力矩器線圈骨架上構(gòu)成。兩個線圈骨架通過粘接劑對稱粘接到擺片 正反表面。擺片的擺舌正反表面鍍覆金膜形成電容極板，與上下導(dǎo)磁環(huán)(作 為測試線路的“地”)表面形成一對電容。

撓性加速度計(jì)工作原理為：當(dāng)產(chǎn)品有沿敏感軸方向的加速度作用時，由 于沒有合外力作用，擺片保持原有運(yùn)動狀態(tài)，因此相對上、下力矩器產(chǎn)生位 移，使兩側(cè)平板電容形成電容差。差動電容傳感器敏感到電容差，產(chǎn)生一個 與電容差成比例的電流。電流經(jīng)伺服電路濾波、積分、放大等處理后加載在 力矩線圈上，載流力矩線圈受到力矩器磁場的作用產(chǎn)生一個與輸入加速度方 向相同的電磁力F，使擺片回復(fù)到平衡位置(兩側(cè)電容相等)。此時力矩線 圈中的力矩電流反映了加速度的大小和方向，檢出力矩線圈上的電流即可計(jì) 算出輸入加速度，實(shí)現(xiàn)加速度的測量。當(dāng)產(chǎn)品沿敏感軸方向沒有加速度作用 時，力矩線圈上的電流反映了偏值大小。

通過檢測偏值隨溫度的變化，可以得到加速度計(jì)偏值性能，通過試驗(yàn)對 比和仿真分析計(jì)算，其主要決定因素是擺片、力矩線圈骨架以及粘接劑隨溫 度的變化產(chǎn)生的變形，引起的加速度計(jì)敏感電容變化。

現(xiàn)有測試技術(shù)的主要局限性在于：

1、現(xiàn)有加速度計(jì)偏值溫度性能的測量方法需要將加速度計(jì)擺片、力矩線 圈部件粘接成擺部件后，再裝配成表芯狀態(tài)，利用測試線路進(jìn)行整體閉路測 試。如果測試后加速度計(jì)偏值隨溫度變化較大，不能滿足使用要求，擺部件 只能報(bào)廢處理或拆解。在拆解過程中，各零部件可能會引起損壞或報(bào)廢。整 個裝配、測試、拆解環(huán)節(jié)費(fèi)時費(fèi)力；

2、引起加速度計(jì)偏值溫度變化的原因是擺片、力矩線圈骨架以及粘接劑、 測試線路等因素的綜合影響，無法確定各零部件的影響程度，也就無法采取 措施進(jìn)一步改進(jìn)加速度計(jì)偏值溫度性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種撓性加速度計(jì)擺片溫 度性能測試方法及系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)擺片溫度性能檢測的同時可以將擺片溫度性 能對于加速度計(jì)偏值溫度性能的占比計(jì)算出來，用于加速度計(jì)偏值溫度性能 分析、擺片性能改進(jìn)提高，進(jìn)而提高加速度計(jì)整體溫度性能。

本發(fā)明解決其現(xiàn)實(shí)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種撓性加速度計(jì)擺片溫度性能測試方法，包括以下步驟：

步驟1、在擺片傳感器C-引出端、擺片傳感器C+引出端焊接引線，同時 將相鄰的上下導(dǎo)磁環(huán)作為上、下電容極板的“地”，分別通過導(dǎo)線引出，形 成兩組電容測試信號C-、C+待測；

步驟2、按照傳統(tǒng)加速度計(jì)表芯裝配方法，利用加速度計(jì)表芯裝配工裝， 將待測擺片和上下導(dǎo)磁環(huán)同軸夾持在裝配工裝上，對齊裝配在一起；