Кварцевый акселерометр - это инерциальное навигационное устройство, которое использует второй закон Ньютона (Закон инерции) для измерения ускорения и широко используется в аэрокосмической, авиационной, навигационной, транспортной, нефтяной и других областях. Благодаря своей простой конструкции, небольшим размерам, высокой точности и чувствительности, хорошей стабильности, низкому энергопотреблению и низкой стоимости, он более широко используется в космической области при создании ракет и ракет-носителей. С точки зрения различных моделей, долговременная стабильность кварцевых акселерометров также стала узким местом, ограничивающим разработку инерциальных систем. Поэтому в этой статье мы кратко расскажем о том, как улучшить долговременную стабильность кварцевых акселерометров, исходя из следующих соображений.
1.Факторы, влияющие на долгосрочную стабильность
1.1Факторы, влияющие на частичную стоимость
Из важных показателей, влияющих на стабильность работы кварцевого акселерометра, видно, что величина смещения и долговременная стабильность играют важную роль в его точности. Например, смещение ER-QA-03A1 составляет 3 мг, а повторяемость смещения - 10 мкг, что обладает такими характеристиками, как высокая точность.Согласно основным причинам, влияющим на возникновение смещения, в текущем техническом состоянии, согласно модели погрешности кварцевого акселерометра, основными причинами, влияющими на стабильность значения смещения, являются нулевое изменение дифференциального емкостного датчика (смещение размера опорной конструкции) и изменение упругого восстановления Угол наклона балки маятниковой пластины (медленное снятие напряжения при обработке и напряжения в конструкции), которые являются непосредственной причиной ошибки смещения.
1.2 Факторы, влияющие на масштабный коэффициент
Формула расчета масштабного коэффициента K1: K1=P/KT=mL/BlL
Из формулы видно, что стабильность масштабного коэффициента определяется коэффициентом крутящего момента и свойством маятника. Дальнейший анализ определяется стабильностью массы детектора m, интенсивностью магнитной индукции B в рабочем воздушном зазоре, эффективной длиной провода катушки l, расстоянием от центра масс детектора до оси L и расстоянием от центра электромагнитной силы до оси L. Изменение характеристик маятникового компонента и нестабильность масштабного коэффициента датчика крутящего момента являются основными причинами, приводящими к изменению стабильности коэффициента акселерометра, то есть увеличение стабильности масштабного коэффициента датчика крутящего момента может улучшить стабильность масштабного коэффициента акселерометра.
2.Конкретные меры по обеспечению долгосрочной стабильности
2.1 Применение новых высокоэффективных постоянных магнитов
Роль постоянного магнита заключается в обеспечении магнитной индукции в формуле. Теоретически, пока масса, длина и интенсивность магнитной индукции не меняются, текущее значение может точно определять величину ускорения. Однако, в целом, магнитные свойства постоянных магнитов меняются с изменением температуры и времени. Изменение температуры напрямую влияет на параметры точности акселерометра, а временной сдвиг напрямую влияет на параметры стабильности акселерометра. Таким образом, температура и время являются двумя наиболее важными факторами, ограничивающими применение акселерометров. При условии обеспечения остаточного температурного коэффициента, температурный коэффициент коэрцитивной силы также более чем на порядок ниже, чем у традиционных магнитов, что позволяет эффективно уменьшить дрейф магнитного поля, вызванный колебаниями поля коэрцитивной силы, и магнитное поле будет демонстрировать лучшую стабильность температуры и времени, что, как ожидается, обеспечит долгосрочную стабильность. использование кварцевых акселерометров в условиях переменной температуры.
2.2 Способ температурной компенсации
Температура является важным фактором, влияющим на точность кварцевого акселерометра. Колебания рабочей температуры внутри инерционного устройства и температурный градиент вокруг корпуса могут приводить к ошибкам. Тепловое расширение и холодное сжатие материала деформируют конструктивные элементы акселерометра и создают помехи в работе акселерометра.Изменение температуры также приводит к изменению физических параметров различных материалов внутри устройства, а изменение магнитных свойств крутящего момента также напрямую влияет на точность измерений акселерометра, поэтому точность акселерометра может быть повышена с помощью магнитной температурной компенсации. В настоящее время в изделиях, представленных ER-QA-01A3, применена эта технология для обеспечения точности при длительном использовании.
Благодаря анализу факторов, влияющих на долговременную стабильность кварцевого акселерометра, стало ясно, что его стабильность тесно связана с энергией материала маятника и стабильностью магнитного поля вращающего момента. Долговременная стабильность повышается за счет использования новых высокоэффективных постоянных магнитов и технологии температурной компенсации.