[發明專利]動圈可切換式加速度計及其邏輯門切換開關的切換方法

有效

• 申請號: 202110789461.1
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113640544B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 張陽;杜劍;李軍朔;李濤;馮東棉
• 申請（專利權）人: 西安航天精密機電研究所
• 主分類號: G01P15/08
• 分類號: G01P15/08;G01P15/125;G01P15/13
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王楊洋

本發明涉及一種動圈可切換式加速度計及其邏輯門切換開關的切換方法。其目的是解決現有加速度計存在當遇到惡劣工況時，耦合到擺片的高頻振蕩，常常造成動圈組件失效，進而導致加速度計功能喪失的問題。本發明提供的動圈可切換式加速度計中，通過在上軛鐵或下軛鐵上同時設置無磁漆包線A’接線柱和無磁漆包線B’接線柱，并分別通過金屬絲連接擺片正反面的無磁漆包線A’和無磁漆包線B’的相應鍍金區域，從而將無磁漆包線A’和無磁漆包線B’引出，并在引出的無磁漆包線A’和無磁漆包線B’之間串聯邏輯門切換開關。該方法在邏輯門總開關因異常斷開，能夠通過智能切換上動圈線圈或者下動圈組件的線圈作為工作線圈。

技術領域

本發明涉及一種加速度計，具體涉及一種動圈可切換式加速度計及其邏輯門切換開關的切換方法。

背景技術

現有加速度計中的石英加速度計，是利用牛頓第二定律(慣性定律)測量加速度的慣性導航器件，被廣泛應用于飛船等的導航系統，是導航系統的核心部件之一，它是利用差動電容的原理檢測加速度的一種加速度計。具體檢測過程為：加速度計通過檢測質量來敏感輸入加速度，當加速度計的輸入軸方向存在加速度載荷時，檢測質量在慣性力作用下偏離平衡位置，繞撓性樞軸做偏擺運動。加速度計的上軛鐵、下軛鐵與擺片構成的差動電容傳感器，輸出差動電容，上軛鐵和下軛鐵的差動電容通過無磁漆包線連接伺服電路的差動電容檢測器轉換為一定量電流，再經過積分放大后，成為平衡電流輸出給力矩器線圈(即粘接在擺片正、反兩面的動圈組件)，平衡電流流經線圈時產生的電磁力形成與慣性力矩數值相等、方向相反的平衡力矩，平衡電流和加速度呈正比例關系。

現有的石英加速度計主要由上力矩器、下力矩器和石英材質的擺片構成，其敏感部件如圖1所示，由上力矩器的上軛鐵020下端面(地)、擺片01正面(電容極板正)、擺片01反面(電容極板負)、下力矩器的下軛鐵030上端面(地)組成。上軛鐵020下端面(地)與擺片01正面(電容極板正)構成C+，下軛鐵030上端面(地)與擺片01反面(電容極板負)構成C-。擺片01的正、反兩面均粘接有動圈組件，形成敏感質量的擺片01，敏感質量的擺片01隨加速度發生變化，擺片01與上軛鐵020、下軛鐵030的間隙發生變化，導致電容差發生變化(ΔC＝(C+)-(C-))，通過伺服電路將電容信號轉換為電流，通過電流的大小反映加速度的大小。

上述加速度計的具體結構，如圖2至圖8所示，包括上力矩器、下力矩器和擺片01，上力矩器包括上軛鐵020和上動圈組件021，以及設置于上軛鐵020上的力矩器低端接線柱022、力矩器高端接線柱023、傳感器正端接線柱024、傳感器負端接線柱025和地線接線柱026；下力矩器包括下軛鐵030和下動圈組件031；擺片01包括中心片，與中心片同心設置的外環片，以及連接二者的擺梁；所述上動圈組件021和下動圈組件031分別設置于中心片的上、下表面處，上動圈組件021從其動圈骨架的焊接窗口引出無磁漆包線A和無磁漆包線A’，下動圈組件031從其動圈骨架的焊接窗口引出無磁漆包線B和無磁漆包線B’；所述無磁漆包線A焊接于擺片01上表面鍍金區域后經金屬絲引出連接所述力矩器高端接線柱023，所述無磁漆包線B焊接于擺片01下表面鍍金區域、經外環片內側壁的鍍金區域與擺片01上表面鍍金區域導通后，經金屬絲引出連接所述力矩器低端接線柱022，所述無磁漆包線A’和無磁漆包線B’分別焊接于擺片01上、下表面的鍍金區域；所述地線接線柱026直接焊接在下軛鐵030上；傳感器正端接線柱024通過金屬絲連接擺片01上表面鍍金區域，傳感器負端接線柱025通過金屬絲連接擺片01上表面的另一鍍金區域，該鍍金區域經外環片內側壁的鍍金區域與擺片01下表面的相應鍍金區域連接；無磁漆包線A’和無磁漆包線B’分別焊接在擺片01上、下表面的鍍金區域通過在擺片01側面鍍金屬膜導通，從而將上、下動圈組件串聯在一起。但是，由于擺片01在500KHz以上的頻率下會發生高頻振蕩，實際應用中當遇到惡劣的工況，耦合到擺片01的高頻振蕩，極大地考驗了上、下動圈組件線圈焊接的可靠性，常常出現動圈組件失效，進而造成加速度計功能喪失的局面。

發明內容