[發明專利]一種石英加速度計振動整流誤差的修正方法

在審

• 申請號: 202210489481.1
• 申請日: 2022-05-06
• 公開（公告）號: CN114895074A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 李智慧;張麗菊
• 申請（專利權）人: 西安中科智晶光電技術有限公司
• 主分類號: G01P21/00
• 分類號: G01P21/00;G01M7/02
• 代理公司: 西安科果果知識產權代理事務所(普通合伙) 61233
• 代理人: 李英俊

本發明公開了一種石英加速度計振動整流誤差的修正方法，屬于精密儀器制造的技術領域。包括如下步驟：將石英加速度計通過整表振動工裝固定于振動臺表面；測量靜態輸出值V₀；啟動振動臺，測量平均輸出值V₀′；計算振動整流誤差△V₀；若△V₀的絕對值小于10ppm，無需修正；若△V₀的絕對值在10?20ppm，則使用并電容法修正；反之，使用并電阻法修正；若修正完成后石英加速度計的振動整流誤差△V_修0的絕對值小于10ppm，則終止修正；反之重復上述的步驟。本發明具有能夠修正任意誤差范圍內的石英加速度計的振動整流誤差并提高石英加速度計的精度的優點。

技術領域

本發明屬于精密儀器制造的技術領域，涉及一種石英加速度計振動整流誤差的修正方法。

背景技術

石英加速度計是一種機械單軸擺式、差動電容式、力矩再平衡式(力反饋式)加速度計，對加速度、速度、距離、搖擺、傾斜、振動等物理量敏感。石英加速度計主要由伺服電路、表頭組成閉環反饋系統，根據牛頓力學定律，通過測量載體所受的慣性力來間接測量載體的加速度。它具有結構簡單、體積小、壽命長、精度和靈敏度高、溫度系數小、性能穩定等優點，廣泛應用于飛機、導彈、火箭、船舶、車輛的慣性導航系統，和石油鉆井(MWD、LWD)、建筑、堤壩的傾角測量以及地震監測等。當外界有加速度輸入時，石英擺片受慣性力作用將離開平衡位置。此時石英由擺片上下表面與上下軛鐵端面組成的差動電容值將發生改變，這一電信號通過接線柱輸出至伺服回路。經過放大的電流信號輸出至力矩線圈，利用通電導線在磁場中受到的磁力經推挽作用使石英擺片回復平衡位置。在石英擺片偏轉角度很小的情況下，該電流近似與輸入加速度呈線性關系。此時檢測該電流就能得到輸入加速度大小。

對于石英加速度計來說，石英擺片是該加速度計的關鍵部件，上、下軛鐵與石英擺片之間間隙的大小直接影響石英加速度計的輸出精度，在石英加速度計通電工作時，石英擺片沒有處于上、下軛鐵之間的中央位置，會在上軛鐵與石英擺片之間、下軛鐵與石英擺片之間形成振動氣膜，由于有壓膜效應，石英擺片會受到向上和向下推擺片的力，力的大小與軛鐵和石英擺片之間的間隙大小成反比，也就是間隙越小力越大；當加速度計在振動時這兩個力都同時作用在一個擺片上，一個是向上推，一個是向下壓，這兩個力的差值形成一個附加力的作用在擺片上，在附加力的作下，石英加速度計在振動中有多余的額外的輸出，此時的加速度輸出值較靜止狀態會出現增大或減小，會產生較大或較小的振動整流誤差；目前，在生產制造過程中石英加速度計擺片在上下軛鐵之間的間距很難保障，合格率很低且無法返修。

發明內容

為了在石英加速度計生產完成后，修正因石英加速度計內部石英擺片與上下軛鐵間隙不等造成的振動整流誤差，提高石英加速度計的精度，本發明提供了一種石英加速度計振動整流誤差的修正方法。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種石英加速度計振動整流誤差的修正方法，包括如下步驟：

S1：將若干石英加速度計通過螺釘固定于整表振動工裝內，并使用螺栓將整表振動工裝固定于振動臺表面；

S2：將整表振動工裝上的每個測試插頭與石英加速度計的P1、P2、P3、P4和P5接線柱連接，每個測試插頭與兩個石英加速度計連接，并將整表振動工裝的總插頭與數據采集器連接，數據采集器通過USB接口將數據傳輸至工控機；

S3：向石英加速度計通電，用高精度加速度計分析儀測量振動臺一個振動周期內石英加速度計的靜態輸出值V₀；

S4：啟動振動臺，按需求操作振動臺定頻或隨機振動，并用高精度加速度計分析儀測量振動臺一個振動周期內石英加速度計的平均輸出值V₀′；