針對(duì)航天器自主軌道控制任務(wù)對(duì)加速度計(jì)小量程、高穩(wěn)定性的應(yīng)用需求,提出了一種基于靜電力平衡的石英撓性加速度計(jì)方案.基于整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析,建立了表頭的結(jié)構(gòu)模型并設(shè)計(jì)了靜電力反饋式的閉環(huán)控制系統(tǒng).通過(guò)在控制系統(tǒng)中引入電阻尼補(bǔ)償環(huán)節(jié),避免系統(tǒng)在表頭諧振頻率處振蕩,同時(shí)構(gòu)建基于PID控制的校正網(wǎng)絡(luò)來(lái)提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性.對(duì)閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析,優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)使其具有較高穩(wěn)定性.通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)加速度計(jì)性能指標(biāo)進(jìn)行了標(biāo)定.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:研制的靜電力平衡式石英撓性加速度計(jì)的量程為±0. 12 g,零偏穩(wěn)定性達(dá)到1. 51μg.石英加速度計(jì)主要由表頭、激振電路和測(cè)頻電路等組成。其中表頭由阻尼板、金屬擺、力敏感石英梁組成。具有量程大、精度高、抗過(guò)載性強(qiáng)、體積小、功耗低、價(jià)格廉等特點(diǎn)。

石英加速度計(jì)主要由表頭、激振電路和測(cè)頻電路等組成。其中表頭由阻尼板、金屬擺、力敏感石英梁組成。具有量程大、精度高、抗過(guò)載性強(qiáng)、體積小、功耗低、價(jià)格廉等特點(diǎn)。

物理特性

尺寸:

φ25.4×30 mm

重量

<80 g

工作性能:

量程

± 15 g

分辨率

50μg

零偏

≤|±15|mg

電流標(biāo)度因數(shù)

2.9±0.5 mA/g

0g 2h 穩(wěn)定性

≤150μg

1g 2h 穩(wěn)定性

零偏溫度系數(shù)

≤|±150|μg/℃

標(biāo)度因數(shù)溫度系數(shù)

≤|±150| ppm/℃

噪聲(負(fù)載840Ω)

≤|±10|mv

電氣特性;

工作電壓范圍

|±12|～|±15|V

工作電流

≤|±20| mA

使用環(huán)境；

工作溫度范圍

-40℃ ~ 120℃

存儲(chǔ)溫度范圍

-50℃ ~ 125℃

振動(dòng)

20g (20~2000Hz)

沖擊

1000g, 0.5ms, 1/2sin

航天石英撓性加速度計(jì)價(jià)格作為飛船光纖IMU（慣性測(cè)量單元）的重要組件之一，將主要用于測(cè)量飛船飛行過(guò)程的線加速度，為飛船確定自身方位提供信息；此外，該產(chǎn)品還是飛船微重力主動(dòng)隔振平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證的重要組件，將對(duì)載荷六自由度的空間運(yùn)動(dòng)作準(zhǔn)確測(cè)量，幫助平臺(tái)精準(zhǔn)消除振動(dòng)。石英撓性加速度計(jì)是一種通過(guò)敏感石英擺片相對(duì)位置變化來(lái)檢測(cè)加速度的精密慣性傳感器，通過(guò)計(jì)算可以準(zhǔn)確獲得系統(tǒng)的速度和位置，為各類系統(tǒng)的導(dǎo)航、制導(dǎo)、控制、調(diào)平等提供準(zhǔn)確的加速度測(cè)量信號(hào)，已廣泛應(yīng)用于航天、航空、船舶、石油、巖土工程等諸多領(lǐng)域。

加速度計(jì)是一種慣性控制器，可以測(cè)量物塊的加快力。石英加速度計(jì)關(guān)鍵由表頭、激振電源電路和測(cè)頻電源電路等構(gòu)成。在其中表頭由減振板、金屬材料擺、力比較敏感石英梁構(gòu)成。具備測(cè)量范圍大、、抗負(fù)載性強(qiáng)、體型小、功率低、價(jià)錢廉等特性。石英撓性加速度計(jì)用以質(zhì)粒載體的微重力測(cè)量系統(tǒng)和慣導(dǎo)系統(tǒng)中，并可用以的靜態(tài)數(shù)據(jù)角度測(cè)量系統(tǒng)中。石英撓性加速度計(jì)是一種根據(jù)比較敏感石英擺片相對(duì)位置轉(zhuǎn)變來(lái)檢驗(yàn)瞬時(shí)速度的高精密慣性控制器，根據(jù)測(cè)算能夠 得到系統(tǒng)的速率和部位，為各種系統(tǒng)的導(dǎo)航欄、制導(dǎo)、操縱、調(diào)公平出示的瞬時(shí)速度測(cè)量數(shù)據(jù)信號(hào)，已廣泛運(yùn)用于航空航天、航空公司、船只、地質(zhì)工程等眾多行業(yè)。