[發明專利]一種石英撓性加速度計力矩器穩定處理方法

有效

• 申請號: 202110981712.6
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113686359B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 杜劍;張陽;李軍朔;馮東棉;劉振宇;商敏敏;賈程戈;曹涵
• 申請（專利權）人: 西安航天精密機電研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01P21/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 唐沛

本發明公開了一種石英撓性加速度計力矩器穩定處理方法。該方法的步驟為：1、確定合適的力矩器磁性能穩定處理的溫度循環條件；2、對力矩器所使用的永磁體進行高溫時效處理；3、對力矩器進行粘接裝配，對粘接完成的上、下力矩器組件按照工藝流程進行配對；4、將配對完成的至少一對力矩器按照步驟1確定的溫度循環條件進行穩定處理。該方法的使用既保證了力矩器磁性能穩定處理的效果，又保證了加速度計力矩器的可靠性。

技術領域

本發明涉及一種石英撓性加速度計力矩器性能測量技術，具體涉及一種石英撓性加速度計力矩器穩定處理方法。

背景技術

石英撓性加速度計作為慣性導航系統的關鍵傳感器單元，其誤差水平直接決定著慣性系統的導航精度。石英撓性加速度計主要組成包括上力矩器組件、下力矩器組件、擺組件、隔離環、伺服電路及外殼，上下力矩器組件(下文簡稱力矩器)采用同名磁極對頂布局，在間隙間形成均勻磁場，為擺組件動圈工作提供能量來源。

加速度計精度指標體系中關鍵指標之一為標度因數的重復性，影響標度因數重復性的因素較多，其中力矩器系數的穩定性是決定加速度計標度因數重復性的關鍵因素，而力矩器系數的穩定性主要取決于力矩器的結構和磁性能的穩定性。為了保證同時提高加速度計的精度，減少因力矩器系數不穩定帶來的返工，因此有必要在加速度計組件裝配階段對力矩器采取必要的穩定處理技術，以保證加速度計在使用及貯存期間的標度因數重復性。

力矩器07主要包括軛鐵08、磁鋼09及磁極片010，如圖1所示，主要結構件軛鐵采用低線脹系數膨脹合金4J36，各零件之間的固定主要通過膠粘劑實現，因此力矩器的結構穩定性主要取決于粘接固化過程的殘余應力釋放及膠粘劑老化及蠕變；力矩器主磁路磁通由磁鋼N極經磁極片010、氣隙011、軛鐵08至磁鋼S極形成閉合回路，磁路的能量來源于永磁體，因此磁性能的穩定性主要取決于永磁體。

永磁體內部電子自旋的排列受到溫度的干擾而發生變化，使其磁化強度隨著溫度的變化而變化，進而導致磁性能的變化。當恢復至同一溫度點時，有一部分磁性能可恢復，這部分變化稱為可逆變化，此外永磁體組織結構的變化導致磁性能產生不可逆變化(不穩定磁疇在穩定方向重新配置)，即使重新充磁后也不能恢復，這部分變化稱為不可逆變化。因此力矩器的磁性能穩定處理就是通過預處理將其隨溫度變化產生的性能衰減盡可能提前處理完畢，使其后期在使用及貯存期間隨時間的變化盡可能小。

中國專利，公開號為CN106556716B，公開了一種加速度計力矩器穩定處理方法，其主要存在以下不足之處：

在穩定處理中溫度循環條件設置唯一，無法有效面向不同加速度計生產廠家進行力矩器穩定處理，當溫度點、時間及循環次數應用不恰當，會對力矩器的結構穩定性造成影響。

發明內容

為了解決目前公開的加速度計力矩器穩定處理方法存在處理溫度循環條件單一，無法有效面向不同加速度計生產廠家進行力矩器穩定處理的問題，本發明提供了一種石英撓性加速度計力矩器穩定處理方法。

本發明的具體技術方案是：

一種石英撓性加速度計力矩器穩定處理方法，包括以下步驟：

步驟1：確定合適的力矩器磁性能穩定處理的溫度循環條件；

步驟1.1：在常溫條件下獲取力矩器樣品中磁鋼與軛鐵的粘接強度M；

步驟1.2：準備和步驟1批次型號相同的若干個力矩器分成X組力矩器樣品組，將每組樣品組在不同溫度條件開始同時進行老化試驗，獲取X組樣品組各自對應的粘接強度M_x，將滿足M_x≤0.4M的樣品組所對應溫度條件中的溫度點和保溫時間作為力矩器穩定處理時所需溫度循環條件中的溫度點和保溫時間；