振动整流式颗粒饲料尺寸检测仪设计与试验

针对颗粒饲料尺寸检测操作繁琐,自动化水平低的实际问题,为了实现颗粒饲料尺寸的自动测量,设计了基于图像处理技术的振动整流式颗粒饲料尺寸检测仪。利用离散元软件Rocky Dem建立颗粒饲料-槽型整流板相互作用的仿真模型,以槽型整流板的振幅、振动频率、安装倾角和滑槽转向系数为试验因素,颗粒饲料滑移均速和滑移速度变异系数为评价指标,通过单因素仿真试验,分析颗粒饲料在槽型整流板滑槽内的滑移运动特性,结果表明,影响颗粒饲料滑移运动特性的主要因素为振幅、振动频率及安装倾角。采用正交组合仿真试验,建立各试验因素与评价指标间的数学模型,并对模型进行参数优化,当槽型整流板安装倾角为6.33°、振动频率为101.49 Hz、振幅为0.50 mm时,颗粒饲料的滑移均速和滑移速度变异系数综合最优,分别为0.31 m/s和4.10%。分别采集环模孔径为3、4、5 mm的颗粒饲料,对检测仪的测量精度进行验证,通过与人工测量相比较,检测仪对颗粒饲料直径自动测量结果平均绝对误差分别为0.048、0.020、0.012 mm;颗粒饲料长度自动测量结果平均绝对误差分别为0.164、0.162、0.103 mm。研究结果表明,所设计的颗粒饲料尺寸检测仪具有良好的准确性和可靠性,满足实际生产检测需求。

振动整流法辨识加速度计非线性误差模型系数

为了研究精确标定加速度计在线振动与高g的环境下的误差模型系数的方法。首先介绍了双轴离心机的特点。在反转平台上设计了双轴夹具,然后精确计算了加速度计3个轴的输入比力。经过主轴和反转平台轴正反角位置静态实验,以及主轴与反转平台轴以等值反方向的匀角速率旋转的动态实验,通过振动整流法,并补偿掉静态均值,精确辨识了加速度计的误差模型系数。依据仿真结果可得:该实验方法能够抑制离心机误差对标定精度的影响,其中反转平台的静动态失准角对标定影响最大,应该提高离心机静动态失准角的测试精度,并加以补偿。

翘翘板摆式MEMS加速度计振动整流误差

MEMS加速度计凭借其体积小、成本低、可靠性高及可批量生产等优势,已经在战术级精度的武器领域得到了广泛应用。但是,在振动环境下的输出误差(振动整流误差)成为其向导航级精度发展的主要指标瓶颈。为了减小MEMS加速度计的振动整流误差,对传感器芯片结构不对称性和电路零位误差引起的力矩器结构非线性进行了理论分析,然后按照振动法测非线性的方式对上述误差源引起的系统级误差模型进行了仿真试验验证,确定了各误差源与加速度计非线性系数间的影响关系。最后,对主要误差源(电路零位)优化前后的MEMS加速度计振动整流误差和非线性系数进行了测试对比,结果表明:优化后,在50~1500 Hz频率范围内MEMS加速度计二阶非线性的最大值可由1E-4g/g^2降至5E-6g/g^2。

过载振动复合条件下的加速度计不对称性误差分析

为研究过载-振动复合条件下加速度计不对称性引入误差的影响,建立了包含加速度计模型不对称性的振动整流误差数学模型,并给定相关参数进行仿真分析。分析结果表明,当过载大于等于振动加速度幅值时,可忽略加速度计不对称性引起的振动整流误差;在给定的仿真情况下,当过载小于振动加速度幅值时,加速度计不对称性引起的振动整流误差小于全部振动整流误差的1%。

一体式石英振梁加速度计工程化研究进展

一体式石英振梁加速度计是一种高精度谐振式MEMS惯性传感器。针对现有石英振梁加速度计存在的体积大、全温及力学环境适应性不足等问题,提出一种基于三层石英结构的一体式石英振梁加速度计的设计方案。通过突破高精度薄梁腐蚀及晶圆级键合两项关键技术,成功研制出加速度计样机。经测试,产品全温稳定性优于0.5mg,振动整流误差优于200μg/g^2(@15.68g rms),可以满足中高精度惯性导航应用需求。后续期望通过原位温度补偿及直接键合等技术进一步提升一体式石英振梁加速度计的全温精度及长期稳定性。