基于石英饶性伺服加速度计测斜仪的研究与应用

介绍了以先进的石英饶性伺服加速度计作为敏感元件的自动测斜仪的系统组成和基本原理,实例证明以石英饶性伺服加速度计作为敏感元件的自动测斜仪可达到要求的测量精度,具有测量精度高、抗干扰性强、质量轻、测量不影响施工、不受天气影响、适合野外电池供电的低功耗等优点,并且操作方便、轻捷、灵活。

微机械静电伺服加速度计

本文详细介绍了微机械静电伺服加速度计的系统工作原理、结构和线路设计特点 ,并对其封装样品作了简要的叙述。给出了用于± 4g,线性度小于 2 % ,分辨率低于 5× 1 0 - 3g的微加速度计实验结果。

静电伺服微加速度计的量程设计

详细推导了静电伺服加速度计在定极板上施加直流偏压、交流驱动电压,动极板上有反馈直流电压和交流检测电压的情况下,检测质量(动极板)受到的静电力。通过对静电力的分析,得出静电伺服微加速度计的量程除了受系统能提供的最大静电力限制外,还需满足电刚度小于与机械刚度的条件,该电刚度是极板上所有的直流电压、交流电压产生的电刚度之和。离心实验证明,利用该原则设计的“叉指”结构静电伺服微加速度计的量程达到了设计值。该设计原则可以为此类加速度计的设计提供参考。

伺服加速度计用于倾角测量的抗振动实验研究

针对伺服加速度计在振动状态下倾角传感测量出现偏差的问题 ,采用了两种减振方案来减少这个测量偏差。实验研究表明 。

超低频动圈换能伺服加速度计的研究

动圈换能有源伺服式加速度拾振器是利用伺服放大和速度反馈的原理来提高弹簧质量系统的阻尼,它可以实现无源电动式速度摆加速度拾振器无法达到的超大阻尼,从而实现动圈换能的超低频加速度测量。介绍了一种利用此种方法实现的低频下限达到0.01Hz的2005型加速度计。阐述了其原理和标定方法,并介绍了其主要技术性能及试验结果和分析。试验结果表明:伺服加速度计在其频带内频率误差小于0.1%,线性度为0.15%。

伺服加速度计用于高精度倾角测量的研究

伺服加速度计是测量加速度的传感器件，利用其传感重力加速度的原理可以方便地测量其传感轴方向上的倾角。该文以石英挠性伺服加速度计的理论分析为基础，通过对加速度计在不同角度下的输出电压特性的实验研究与分析，说明利用这种伺服加速度计进行高精度倾角测量是可行的。再应用超低频滤波、16位A/D转换、CPU信号处理等技术，通过汇编程序软件进行数字滤波，可形成一个完整的高精度倾角测量系统。

伺服加速度计在抗振动干扰攻角测量中的应用与设计

提出采用双伺服加速度计同轴和垂直系统的两种方法 ,能够解决风洞模型攻角传感测量中的抗振动干扰问题。通过对这两种系统的分析与比较 。

一种有源伺服式超低频转动加速度计研究

为了满足地震转动和工程结构扭转振动测量的需要,研制了一种超低频有源伺服式转动加速度计,本文阐述了该转动加速度计的基本原理,给出了其频率特性及灵敏度的表达式以及其主要技术指标。转动加速度计采用了惯性式旋转弹簧系统,有效提高了转动加速度计抵抗水平振动干扰的能力;转动加速度计采用了动圈闭环伺服式双摆结构,拓展了转动加速度计低频特性,且不需要调零。采用调理和合成电路,可方便的调整灵敏度并进一步提高抗水平振动干扰的能力。自校准测试和角振动台校准结果验证了理论推导结果的正确性,可实现超低频转动分量的测量,该仪器已在海洋平台上获得应用。

低频振动标准套组的研制

介绍了石英挠性伺服加速度计和研制的低频振动适调器组成了低频振动标准套组，在0．1～100Hz的振动频率范围内，能够把微弱、噪声较重的加速度信号，调理成信噪比较强、较稳定的信号。为低频振动加速度的量值复现、基标准装置的稳定性考核和量值溯源等提供了有力的保证，此标准套组还可广泛应用于其它低频振动测量领域。

加速度计频率特性扩展技术研究

介绍了加速度计频率特性的拓展技术研究。在小体积的往复式摆上利用动圈换能、电容换能及有源伺服技术实现了加速度计低频特性、高频特性和测量量程的扩展。在单动圈速度摆加速度计和双动圈有源伺服式加速度计上利用加大阻尼比来扩展加速度计的低频特性、高频特性和测量量程;在电容换能力平衡加速度计上利用电子反馈技术加大加速度计的电子弹簧刚度来提高加速度计的自振频率,实现加速度计的高频特性的拓展。满足了工程振动和强地震动测量的需要。

静电悬浮加速度计伺服控制分析

根据广义相对论原理选定的坐标系参照物为理想情况下在轨道上自由飘浮的卫星,据此讨论静电悬浮加速度计检验质量块的运动和电极笼的运动,得到检验质量在电极内运动的动力学方程,证明以往相关文献提供的公式存在明显缺陷;在此基础上分析了伺服控制电路,给出了电阻尼系数、闭环自然谐振的角频率(或称为加速度计的基础角频率)、受静电负刚度等非受控刚度制约的角频率、来自于静电悬浮的加速度、检验质量的相对位移等一系列表达式,从而提出必须有足够的增益以提供适度的闭环自然谐振角频率.给出了位置噪声引起的加速度噪声表达式,证明当伺服回路的增益足够大时,在悬浮频带内检验质量的相对位移几乎为零.

用线性加速度计测量定轴回转系统状态的理论研究

为了克服定轴回转系统状态测量方案需要传感器种类多、数据处理复杂等缺陷,研究了微型双轴线性加速度计测量系统状态的方案.通过建立单片双轴微型线性加速度计在安装角度有误差、敏感轴非严格正交情况下的测量方程,给出了利用高精度角度传感器测量数据对测量方程中参数进行辨识的方法,从而导出了由两个线性加速度计的测量数据解算系统状态的计算公式.推导过程表明,传感器的固有误差和安装误差可以用高精度角度传感器的测量数据修正,系统的状态可以由两个双轴微型线性加速度计的测量数据解算得到.与传统方法相比,该方法具有传感器种类少、成本低、实时性好的优点.

静电悬浮式电容差分加速度计测量原理与动特性设计

目前,加速度计在惯性导航、大地勘探等领域都已得到了广泛的应用。在深空探测的大背景下,用于测量重力梯度的加速度计必须具有更小量程和更高的分辨率。静电悬浮式电容差分加速度计是可选方案之一。此类加速度计的工作原理与经典的弹簧振子系统相似。研究与检测质量块、伺服控制的静电反馈力和空气阻尼相关的各个参数对系统指标的影响将有助于此类加速度计的设计。首先介绍电容差分式加速度计的结构设计和工作原理,并从理论上比较此类加速度计与经典弹簧振子系统的异同。在此基础上以弹簧振子系统为原型,建立此类加速度计的动力学模型,并以这个动力学模型为对象分析此类加速度计系统的动力学特征,包括其动力学方程、固有频率、阻尼频率、脉冲响应和阶跃响应等。同时分析加速度计机构参数和伺服控制电路参数对系统动力学特征的影响。由于此类加速度计是用于测量空间重力梯度这类慢变信号的,因此还重点分析在低频信号输入时的系统响应特征。

单片伺服加速度计及其应用

本文概述单片伺服加速度计的原理和基本结构，伺服电路的组成和特点，并介绍了ＡＤ公司生产的单片加速度计的性能指标和应用电路，以及信号调节的方法。给出了部分实验数据，最后说明了该加速度计的典型应用。

石英挠性加速度计中高精度低零偏伺服电路的设计

介绍了一种用于石英挠性加速度计的伺服电路。通过对内部的差动电容检测器进行激光修调,使该伺服电路的零偏电流小于1.33μA。低零偏电流的特点大大地提高了本伺服电路响应加速度时输出电流的精度,即提高了所检测加速度值的精度。

双光纤Fabry-Perot干涉仪差动检测静电伺服硅微加速度计

详细介绍了一种新型的基于双光纤Fabry-Perot干涉式(以下简称DFPI)差动检测的静电伺服硅微加速度计的设计。通过结构建模以及模型仿真得到该加速度计的分辨率为0.2μg,测量范围为0.2μg～1g。

四随动式线加速度计动态校准装置的研制

常规振动台因输出幅值有限无法满足线加速度计高g值下的动态校准,针对该问题研制出带四随动平台的离心机;在分析了其工作原理基础上,从结构及电控两方面介绍了装置研制过程;结构方面首先介绍了装置轴系设计,其次以模拟计算出的轴系惯量值及要求转速值为设计输入进行了电机选型计算,并介绍了测角码盘的配置情况;电控方面,以稳速台为例,采用"空间矢量脉宽调制+i_d=0控制"方法建立系统模型,并给出调速模式仿真结果;以随动台为例,位置环设计采用复合控制方法,利用动态误差系数法由"双十指标"推算出前馈控制器参数可行域;最后通过实验对装置速率精度及平稳性指标、跟随正弦指令的幅值误差及相移指标进行了测试,结果表明校准装置满足项目指标要求,系统达到预期控制效果。

三轴台伺服陀螺加速度计闭环控制系统设计

陀螺加速度计的外环干扰力矩包括仪表外环轴的摩擦力矩和交叉轴加速度引起的交变力矩。本文分析了引起陀螺加速度计外环干扰力矩的主要原因,提出采用三轴台与陀螺加速度计构成闭环伺服系统分离陀螺加速度计外环干扰力矩试验方法,设计了自动增益补偿电路、增益匹配电路和稳定闭环投入电路,并成功地将三轴台伺服陀螺加速度计系统投入运行,完成了陀螺加速度计分离外环干扰力矩试验。为改进陀螺加速度计的工艺和补偿外环干扰力矩提供了试验依据。

采用数字校正、PWM反馈技术的硅微加速度计

本文提出了基于数字信号处理器TMS320F2810的数字控制、PWM静电力反馈硅微加速度计方案.介绍了该方案的基本工作原理,建立了相应的闭环系统数学模型,并在s域设计了系统校正环节.文章还提出了数字校正环节的设计方法,并分析了其对系统动态特性的影响.该方案可以实现硅微加速度计的数字闭环控制,并可以实现加速度计的PWM数字信号输出.

深层土体水平位移监测探讨

本文简述深层土体水平位移监测技术,提出了监测实施中影响监测综合精度的因素以及减小误差的几个关键点,最后给出实例,希望有益于以后的工程实践。