当前课程知识点：惯性导航原理 > 第四章惯性仪表加速度计 > 4.2石英挠性摆式加速度计 > 4.2.2 石英挠性摆式加速度计

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4.2.2 石英挠性摆式加速度计在线视频

下一节:4.3.1 知识导授

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4.2.2 石英挠性摆式加速度计课程教案、知识点、字幕

同学们

这节课我们学习

石英挠性摆式加速度计

石英挠性摆式加速度计

20世纪70年代末开始研制

经过不断发展和完善

成为当今摆式加速度计主流产品

也是现今加速度计发展先头兵

世界各国

生产石英挠性摆式加速度计厂家中

美国霍尼韦尔公司是最著名的

我国从20世纪80年代开始跟踪研制

经历从仿制到创新发展过程

石英挠性摆式加速度计

具有阈值低结构简单功耗小质量小

较强抗电磁干扰能力

易于小型化价格低廉等特点

在航空航天石油勘探

重力梯度测量等众多领域

得到广泛应用

石英挠性摆式加速度计

属于一种典型挠性加速度计

首先学习挠性加速度计

这是挠性加速度计结构示意图

主要有摆组件挠性支承力矩器

信号传感器壳体等组成

挠性加速度计采用挠性构件支承摆组件

摆组件一端通过

挠性支承固定在仪表壳体上

另一端可相对输出轴转动

工作时

挠性支承构件将引入微小弹性力矩

信号器动圈和力矩器线圈

固定在摆组件上

信号器定子和力矩器磁钢

与仪表壳体相固联

这是挠性加速度计摆组件坐标系

PA为摆轴 IA为输入轴 OA为输出轴

当沿输入轴IA有加速度输入时

将产生摆力矩作用在摆组件上

使摆组件绕输出轴转动

摆组件绕输出轴

相对壳体偏转角

由信号器敏感

输出与偏转角成比例电压信号

该电压输入到伺服放大器

输出与电压成比例电流信号

该电流输给力矩器

产生与电流成比例的力矩

力矩绕输出轴作用到摆组件上

稳态时与摆力矩相平衡

此时力矩器加矩电流

与输入加速度成正比

通过采样电阻

获得与输入加速度成比例电压信号

在闭路工作条件下

摆组件运动方程式为

θ为摆组件绕输出轴相对壳体偏转角

P为摆组件的摆性

I为摆组件绕输出轴转动惯量

D为摆组件阻尼系数

Md为绕输出轴作用在摆组件上干扰力矩

小k为挠性支承角刚度

ku为信号器放大系数

ka为放大器放大系数

km为力矩器力矩系数

abx和aby为仪表壳体坐标系

x和y轴上加速度分量

根据挠性加速度计工作原理

可以画出传递函数方块图

当摆组件偏转角θ很小时

交叉耦合项abxθ这一项很小

引入的微小弹性力矩可以忽略不计

由该图可得

加速度误差△a拉普拉斯变换式

当输入加速度

干扰力矩为常值时

得到稳态时加速度误差

式中大K为回路开环增益

这是摆组件偏转角拉普拉斯变换式

当输入加速度干扰力矩为常值时

得到稳态时摆组件偏转角

不考虑干扰力矩

可以得到θ △a之间关系式

由此可见摆组件稳态偏转角

与加速度测量误差成比例

为了限制交叉耦合误差

希望摆组件偏转角尽量小一些

下面我们讨论武器系统中使用的

石英挠性摆式加速度计

结构组成原理

这是石英挠性摆式加速度计结构图

摆与挠性接头一体结构

用稳定的非导材料石英制成

一个石英片近于圆形

通过刻蚀留有两个石英桥

以形成挠性接头

这是石英摆结构图

两个挠性接头在结构平面内

绕输入轴角运动提供高的阻力

减小与输出轴OA交叉的

加速度耦合误差

这是石英摆制作过程

两个线圈分别安装在摆的正反两面

形成力发生器活动部件

它们载有与磁场匹配的电流

该磁场由固定在壳体上

永久磁铁产生

线圈是检测质量一部分

摆片部分被镀以金属

放在两个与壳体固定平板之间

一起构成电容传感器

电容传感器提供输出信号

驱动伺服回路

伺服回路产生电流

流经力发生器线圈

在传感器之间有小间隙

其中的气体压缩提供阻尼

称作压膜阻尼

力矩器提供恢复力矩平衡摆力矩

控制加速度工作在线性区间

动画给出了沿输入轴

有加速度作用时

力矩器作用下石英摆片运动过程

这节课学习到这里

下节课我们学习

另一种摆式加速度计

陀螺积分加速度计

惯性导航原理课程列表：

第一章概述

-1.1惯性导航基本概念

--1.1.1 知识导授

--1.1.2 惯性导航基本概念

--1.1.3 小节测试

-1.2惯性导航技术发展史

--1.2 知识导授

--1.2.1 惯性导航技术发展史（一）

--1.2.2 惯性导航技术发展史（二）

--1.2.3 小节测试

-1.3惯性导航常用坐标系

--1.3 知识导授

--1.3.1 惯性坐标系与地球坐标系

--1.3.1 小节测试

--1.3.2 地理坐标系

--1.3.2 小节测试

--1.3.3 弹体坐标系与发射坐标系

--1.3.3 小节测试

-第一章讨论

第二章陀螺仪基本理论

-2.1陀螺仪的定义及分类

--2.1.1 知识导授

--2.1.2 陀螺仪定义及分类

--2.1.3 小节测试

-2.2刚体转子陀螺仪的基本特性

--2.2 知识导授

--2.2.1 二自由度陀螺仪基本特性

--2.2.2 单自由度陀螺仪基本特性

--2.2.3 小节测试

-2.3陀螺仪运动方程的建立

--2.3 知识导授

--2.3.1 动静法

--2.3.1 小节测试

--2.3.2 二自由度陀螺仪运动方程

--2.3.2 小节测试

--2.3.3 单自由度陀螺仪运动方程

--2.3.3 小节测试

-2.4陀螺仪运动特性分析

--2.4 知识导授

--2.4.1 二自由度陀螺仪运动特性分析

--2.4.1 小节测试

--2.4.2 单自由度陀螺仪运动特性分析

--2.4.2 小节测试

-第二章主观题

-第二章讨论

第三章惯性仪表陀螺仪

-3.1三浮陀螺仪

--3.1.1 知识导授

--3.1.2 三浮陀螺仪

--3.1.3 小节测试

-3.2静电陀螺仪

--3.2.1 知识导授

--3.2.2 静电陀螺仪

--3.2.3 小节测试

-3.3动力调谐陀螺仪

--3.3.1 知识导授

--3.3.2 动力调谐陀螺仪

--3.3.3 小节测试

-3.4光学陀螺仪

--3.4 知识导授

--3.4.1 sagnace效应

--3.4.1 小节测试

--3.4.2 光纤陀螺仪

--3.4.2 小节测试

--3.4.3 激光陀螺仪

--3.4.3 小节测试

-3.5振动陀螺仪

--3.5.1 知识导授

--3.5.2 振动陀螺仪

--3.5.3 小节测试

-3.6 原子陀螺仪

--3.6.1 知识导授

--3.6.2 原子陀螺仪

--3.6.3 小节测试

-第三章主观题

-第三章讨论

第四章惯性仪表加速度计

-4.1加速度计的测量原理

--4.1.1 知识导授

--4.1.2 加速度计的基本原理

--4.1.3 小节测试

--4.1.4 比力方程

--4.1.5 小节测试

-4.2石英挠性摆式加速度计

--4.2.1 知识导授

--4.2.2 石英挠性摆式加速度计

--4.2.3 小节测试

-4.3陀螺积分加速度计

--4.3.1 知识导授

--4.3.2 陀螺积分加速度计

--4.3.3 小节测试

-第四章主观题

-第四章讨论

思政讨论

-思政讨论题

第五章惯性仪表误差模型及标定

-5.1基本概念

--5.1.1 知识导授

--5.1.2 基本概念

--5.1.3 小节测试

-5.2陀螺仪静态误差模型

--5.2.1 知识导授

--5.2.2 陀螺仪静态误差模型

--5.2.3 小节测试

-5.3加速度计静态误差模型

--5.3.1 知识导授

--5.3.2 加速度计静态误差模型

--5.3.3 小节测试

-5.4惯性仪表误差标定测试

--5.4.1 知识导授

--5.4.2 惯性仪表误差标定测试

--5.4.3 小节测试

-第五章主观题

第六章平台式惯导系统

-6.1陀螺稳定平台功能、组成

--6.1.1 知识导授

--6.1.2 陀螺稳定平台功能组成

--6.1.3 小节测试

-6.2陀螺稳定平台工作原理

--6.2.1知识导授

--6.2.2 陀螺稳定平台工作原理

--6.2.3 小节测试

-6.3陀螺稳定平台性能分析

--6.3.1 知识导授

--6.3.2 陀螺稳定平台性能分析

--6.3.3 小节测试

-6.4平台式惯导系统导航原理

--6.4 知识导授

--6.4.1 解析式平台系统

--6.4.1 小节测试

--6.4.2半解析式平台系统

--6.4.2小节测试

-第六章主观题

第七章捷联式惯导系统

-7.1捷联式惯导系统工作原理

--7.1.1 知识导授

--7.1.2 捷联式惯导系统工作原理

--7.1.3 小节测试

-7.2 四元数及坐标转换

--7.2.1 知识导授

--7.2.2 四元数及坐标转换

--7.2.3 小节测试

-7.3捷联式惯导系统导航参数解算

--7.3.1 知识导授

--7.3.2 捷联惯导系统导航参数解算

--7.3.3 小节测试

-第七章主观题

-第七章讨论

4.2.2 石英挠性摆式加速度计笔记与讨论

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