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石英挠性加速度计的结构及原理

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点击次数:572 更新时间:2022年05月23日11:20:45 打印此页 关闭
石英挠性加速度计的结构原理如图1-1所示。轭铁由温度系数低,导磁性能好的软磁材料组成。磁钢采用导磁性能比较良好的AL-Ni-Co8永磁材料,用无心磨床加工。挠性片的材料为温度性能极好的石英玻璃,外形采用超声加工而成,挠性元件的加工一般采用化学腐蚀方法;也可以采用反应离子蚀刻工艺加工整个挠性片,但造价很高。
将图1-1中所示的两磁钢轴向充磁后,在结构上强行磁极对顶固定,互为对方的反向磁片,在间隙间形成均匀磁场。当有加速度a输入时,由挠性片及力矩线圈组成的敏感质量块相对平衡位置运动而产生惯性力Fa惯性力矩,然后通过换能器将此机械运动转换成电信号,再通过伺服放大器变成电流信号,电流信号被馈送到处于恒定磁场中的力矩器而产生反馈力Foc或反馈力矩Moc,与输入加速度引起的惯性力Fa或惯性力矩相平衡,直到再次恢复到平衡位置。在平衡状态下,Foc=Fa,由Fa=ma,再根据恒定磁场内线圈流过电流而产生电磁力的公式Fa=Bil,平衡时ma=Bil,则
图1-2 石英挠性加速度计电路框图图1-2 石英挠性加速度计电路框图
式中,k=m/(Bl)为常数;B为恒定磁场的磁感应强度;l为力矩线圈的总长度。由上式可知,反馈电流i正比于被测加速度a的大小。 [1] 
石英挠性加速度计电子线路框图如图1-2所示。加速度引起的差动电容变化量C,由伺服电路中差动电容检测器检测,其输出为电流,此电流经电流积分器变成输出电压,然后跨导补偿放大器把电压变成输出电流,该输出电流的大小与输入加速度成正比。极性取决于输入加速度的方向。
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