利用深度反应离子蚀刻技术制造的摆式振荡陀螺加速度计

利用深度反应离子蚀刻(DRIE)和硅片结合技术制造了一种硅摆式振荡陀螺加速度计(POGA)。到目前为止摆式积分陀螺加速度计(PIGA)是最灵敏的加速度计中基本的一种，POGA是对它的一种微机械形式的模拟。陀螺加速度计的工作原理是利用感应的陀螺力矩再平衡敏感加速度的摆质量。加速度计由三个独立的层装配成最终的仪表。顶层由一个氧化薄片和一个支撑薄片结合而成，构成一对硅-氧薄片，其中的氧化层形成机械部件和支撑层间的电气绝缘。中间层是一个双框架扭转支撑硅结构，被下面的驱动／敏感层所支撑。微机械POGA按陀螺加速度计的原理工作，其分辨率优于1毫克(原文如此，似为1mg之误)，开环的动态量程超过1g，闭环的动态量程大约12mg。

分离摆式积分陀螺加速度计外环摩擦试验研究

为分离摆式积分陀螺加速度计外环摩擦力,提出一种在高精度三轴转台上测试摆式积分陀螺加速度计的新试验方法。该试验采用三轴转台中环转动速度随动摆式积分陀螺加速度计外环进动角速度,从而分离仪表外环轴摩擦力的方案。为研究三轴转台存在的动不平衡对摆式积分陀螺加速度计测试试验的影响,建立了三轴转台的动不平衡模型,分析了三轴转台的动不平衡对转台定位精度的影响,并通过提高三轴转台的带宽和改变工作点来获得高的定位精度,消除三轴转台的动不平衡扰动影响,完成分离摆式积分陀螺加速度计的外环摩擦力的试验。通过对试验数据进行分析,得出外环摩擦力的存在影响了摆式积分陀螺加速度计精度,为进一步改进仪表结构以提高仪表的精度提供了试验研究基础。

外环干扰力矩对陀螺加速度计测试精度的影响

摆式积分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。作者分析了引起摆式积分陀螺加速度计外环干扰力矩的主要原因,提出一种在高精度三轴测试转台上分离摆式积分陀螺加速度计外环干扰力,测试摆式积分陀螺加速度计精度的试验方法。该试验采用三轴转台中环转动速度随动摆式积分陀螺加速度计外环进动角速度,同时摆式积分陀螺加速度计陀螺摆的输出轴在整个试验中保持水平,从而分离仪表外环干扰力的方案。通过对试验数据进行分析,得出外环干扰力的存在影响了摆式积分陀螺加速度计测试精度,为改善摆式陀螺加速度计工艺以提高摆式陀螺加速度计的测试精度提供了依据。

摆式积分陀螺加速度计技术发展综述

摆式积分陀螺加速度计(简称陀螺加速度计)具有高精度、大量程、抗干扰、能自动积分等优点,广泛应用于国内外远程火箭的高精度惯性导航与制导系统中。通过采用动压气浮、全液浮、磁悬浮支承技术,三浮陀螺加速度计成为目前工程应用中最高精度的加速度计。综述了三浮陀螺加速度计的发展现状、技术优势及其三浮支承、伺服控制和精密制造等关键技术,并对陀螺加速度计的技术发展进行了分析。

加速度计漫谈

中国有本古书叫(古今注)。书中写道:"黄帝与燮尤战于琢鹿之野、燮尤作大雾,兵士皆迷,于是做指南车以示四方,遂擒燮尤。"在另一本古书《黄帝内传》中也写道:"玄女为帝制司南车当其前,记里鼓车其右。"它们描述的都是发生在五千年前中国的一场空前规模的战争,双方采用了一切可能的手段,包括研制新式武器和器械,以争取战争的胜利。指南车(司南车)、记里鼓车是中国古代劳动人民的伟大创造。据考证,它们发明的年代实际比黄帝时代要晚得多,由于年代久远,它们早已失传了。

PIGA自动化实时测试系统的设计与实现

本文介绍一种针对摆式积分陀螺加速度计（ＰＩＧＡ）的输出与回路状态变量进行实时测试的自动化测试系统。根据对测试系统的测试要求和多路待测试的信号特点，设计了一套集外中断计时、ＧＰ—ＩＢ总线接口、实时数据与图象动态显示、完美的用户界面于一体的测试软、硬件，并对采样数据的处理进行了研究，该实时测试系统在工程实际应用中精度较高。

惯量积测试系统再平衡回路设计

摆式积分陀螺加速度计浮子组件惯量积在内环轴上产生离心力矩会导致仪表输出存在二次项误差,且惯量积量级小,常规方法测试难度大,基于此问题提出了一种通过高速旋转激发惯量积产生离心力矩的测试方法。将再平衡回路应用于惯量积测试,通过力矩平衡的方法实现对惯量积的精确测量,在此基础上可实现对惯量积的去除补偿,有利于提高摆式积分陀螺加速度计的精度。再平衡回路的仿真结果表明,所设计的再平衡回路不仅能提供足够的力矩电流使浮子组件始终处于零位附近,而且系统响应快,过渡过程比较平稳,输出的力矩电流能正确反映惯量积产生的离心力矩。实验结果表明,力矩电流的误差为0.2mA,非线性度小于0.5%,对称性小于0.2%。