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  • 简介:惯性导航加速是惯导系统的关键元件之一,由于单轴摆式加速具有量程大、精度高而被广泛使用。对悬丝作为敏感线圈的支撑,在整个单轴摆武加速中属关键零件,同时也是加速中最易失效的零件。对悬丝断口、材质、工艺过程及测试环境进行了分析研究。结果表明:过载断裂是悬丝的主要失效形式,其次为疲劳断裂;悬丝失效受综合因素的影响,包括悬丝内部缺陷、材质不均、焊接过程控制问题、测试环境因素等,其中最主要的因素是悬丝内部各种缺陷。在此基础上,提出了严格控制悬丝加工工艺过程、改用可焊接性能良好的抗氧化无铅焊料KYHFSn96.5AgCu代替普通的铅锡焊料HLSn40PbA焊接等改进措施,有效地预防了加速悬丝的断裂失效。

  • 标签: 加速度计 悬丝 过载断裂 失效
  • 简介:针对"FBAR(薄膜体声波谐振器)-梁"结构悬臂梁厚度不足、"嵌入FBAR"结构微加工工艺复杂的缺点,提出了新型"膜片上FBAR(FBAR-on-diaphragm)"结构的微加速。其弹性膜片由氧化硅/氮化硅复合薄膜构成,既便于实现与硅微检测质量和FBAR的IC兼容集成加工,也利于改善微加速的灵敏度和温度稳定性。对由氧化硅/氮化硅双层复合膜片-硅检测质量惯性力敏结构和氮化铝FBAR检测元件集成的膜片上FBAR型微加速进行了初步的性能分析,验证了该结构的可行性。通过有限元模态分析和静力学仿真得出惯性加速作用下膜片上FBAR结构的固有频率和弹性膜片上的应力分布;选取计算所得的最大应力作为FBAR中压电薄膜的应力载荷,结合依据第一性原理计算得到的纤锌矿氮化铝的弹性系数-应力关系,粗略估计了惯性加速作用下氮化铝薄膜弹性系数的最大变化量;采用射频仿真软件,通过改变惯性加速作用下弹性常数所对应的纵波声速,对比空载和不同惯性加速作用下加速谐振频率,得到加速的频率偏移特性和灵敏度。进一步分析仿真结果还发现:氧化硅/氮化硅膜片的一阶固有频率与高阶频率相隔较远,交叉耦合小;惯性加速作用下,谐振频率向高频偏移,灵敏度约为数kHz/g,其加速-谐振频率偏移特性曲线具有良好的线性。

  • 标签: 微电子机械系统 薄膜体声波谐振器 微加速度计 灵敏度
  • 简介:提出了一种高性能氮化铝(AlN)差分谐振加速结构。通过引入两级微杠杆来放大质量块的惯性力,提高灵敏度;采用"I"形支撑梁来降低横向灵敏度;利用差频检测方案降低温度共模误差的影响。该加速主要由质量块、支撑梁、双级微杠杆和谐振器组成,并通过理论分析和有限元仿真优化了它们的结构参数。模态分析表明两个谐振器的基频大约为373.3kHz,与干扰模态的频率差大约为9.4kHz,有效地实现了模态隔离。根据灵敏度的仿真结果,AlN差分谐振加速的灵敏度64.6Hz/g,线性度为0.787%,横向灵敏度为0.0033Hz/g。热仿真的结果表明单个谐振器的温度灵敏度约为490Hz/℃,加速输出差频的温度灵敏度为–0.83Hz/℃,证明了差频检测方案可以降低温度共模误差的影响。上述所有仿真结果验证了该加速结构设计的可行性。

  • 标签: 谐振式加速度计 氮化铝 微杠杆 支撑梁 差频检测
  • 简介:为了降低闭环硅微加速的非线性,分析了其主要误差源并提出了相应的补偿方法。首先,分析了闭环状态下检测质量块偏离几何中心位置所造成的非线性问题,并确定了电路零位是主要误差源;其次,利用闭环反馈控制进行了非线性的优化分析;最后,提出了非线性补偿的工程调试方法。离心试验结果表明,采用该调试方法可将加速的非线性减小一个数量级以上。该结果验证了非线性误差分析和补偿方法的有效性,且适用于同批次加工的其它加速

  • 标签: 加速度计 闭环模式 反馈控制 非线性补偿
  • 简介:基于Sigma-deltaModulator(Σ△M)原理的数字闭环微机械加速不仅实现了力反馈闭环控制,同时直接完成信号的模数转换。基于全差分式电容微加速设计了一种2-2级联(MASH)高阶Σ△M闭环系统——MASH_(2-2),并与传统的单环路二阶、四阶Σ△M闭环系统(SD2、SD4)进行了仿真分析比较,研制了原理样机。微加速是基于结构层厚度50mm的SOI硅片通过DRIE刻蚀、气态HF释放等一系列微加工工艺得到,系统电路以数字化方式集成在FPGA中。常压下测试结果表明,样机的灵敏度为0.876V/g,噪声基底为-110dB,零偏不稳定性为20mg,静态温漂为40.8mg/℃,量程为±20g。

  • 标签: Σ△M 微机械加速度计 数字闭环 模数转换 MASH_(2-2)
  • 简介:介绍了一种新型应变加速,讨论了包括限位结构在内的传感器结构设计,并依据误差传递原理,对弹性元件--等强度梁进行了优化设计.实验表明,此加速具有抗高过载能力和适应低加速值的灵敏度.

  • 标签: 抗高过载 低量程 应变式 加速度计 等强度梁 优化设计
  • 简介:为使测量加速的传感器小型化,且不受电磁干扰,根据GRIN透镜在1/4波节处具有入射光线与出射光线成中心对称的特性[1],首次提出并研制了采用GRIN透镜制成的微型光纤加速.闭环负反馈电路设计技术被应用于该加速中,使之成为一个具有调宽脉冲再平衡性能的新颖加速测量系统.对该系统进行的数字仿真和精度定量分析表明:该光纤加速具有测量线性范围宽、精度高的特点,可广泛应用于惯性测控系统中.

  • 标签: 自聚焦透镜 加速度计 光纤传感器 微位移计 慢性测控 数字仿真
  • 简介:本文讨论一种扭摆式微机械加速。介绍其敏感元件的结构,振动模态和数学模型,说明了集成电容检测电路的原理,并对该电路进行了具体设计,利用PSPICE软件进行仿真分析,结果证明完全达到要求,并给出了同步解调器电路的形式,为进行版图设计打下了基础

  • 标签: 微机械 加速度计 电容传感器 集成电容检测电路
  • 简介:由于MEMS陀螺精度低、漂移大,使得MEMS陀螺和加速构成的微惯性导航系统(Micro-INS)的精度很低,导航定位误差发散很快,不能满足载体进行导航定位定姿的要求。而相对MEMS陀螺,MEMS加速精度较高,据此提出用MEMS加速来构成的无陀螺微惯性导航系统(GyroFreeMicroInertialNavigationSystem,GFMINS),即通过将高精度的MEMS加速安放在载体非质心处,代替陀螺来测量载体角运动信息,实现在短时间内的载体角速度测量精度优于MEMS陀螺的精度,以满足某些短时间运行载体的导航定位定姿要求。最后,针对某型火箭弹的运动模型,对两种惯导系统进行了仿真,结果表明,由误差补偿后MEMS加速构成的无陀螺微惯导系统,在100s内的导航误差等效于传统惯导系统中陀螺漂移0.1(°)/h的误差。

  • 标签: MEMS 惯导系统 加速度计 无陀螺惯导系统 误差补偿
  • 简介:为了便于获取步态数据,采用μPD78F0547微控制器、LIS3LV02DQ微加速、nRF2401无线收发芯片等主要器件,设计了步态加速信号无线采集装置。将该装置的一端固定于人体腰或腿等部位,按设定的采样率连续输出运动时的三维加速数据;另一端接收数据并通过串行接口实时地传送到计算机中,从而实现大量步态数据的采集和存储。

  • 标签: 加速度计 步态数据 无线采集 μPD78F0547 LIS3LV02DQ
  • 简介:介绍了某型加速在静态电阻测试时悬丝断裂的失效情况。通过分析工作原理,计算测试过程中悬丝所受的电应力和机械应力,结果表明:采用恒流原理万用表测试静态电阻时,加速摆线圈发生满偏打摆现象,导致悬丝承受较大的冲击载荷是悬丝断裂的原因。通过采用恒压原理万用表测试静态电阻,消除了线圈满偏打摆现象,有效地避免了悬丝的过载断裂失效。

  • 标签: 加速度计 静态电阻测试 悬丝 失效分析 工艺控制
  • 简介:加速实现数字化有利于系统集成,但随之引入的延时和量化噪声会影响系统的控制稳定性及测量分辨率。为保证闭环系统数字化后仍具有足够稳定裕度,分析出了延时的主要来源为离散化引入的等效时延和检测与控制的不同步,并得出其对系统稳定性的定量化影响。研究了采样频率及量化噪声对输出的影响,提出利用过采样的方法可以有效减小量化噪声对闭环系统输出的影响,从而可提高系统的检测分辨率。最终,建立了进行数字化控制器采样频率的定量化选择依据。用Matlab/Simulink进行了仿真并进行了实验研究,仿真结果及实验结果与理论分析能较好吻合。

  • 标签: 闭环加速度计 数字化 延时 量化噪声
  • 简介:为了确保静电加速长期在轨工作,结合非线性Batch估计算法,研究了静电加速标度因数和零偏误差标定。首先,充分考虑静电加速量测过程中可能出现的各种误差源并进行分析,建立了静电加速在动态设计良好并进入稳态后,卫星姿态稳定度优于0.01°/s,卫星质心保持精度优于2mm的情况下的量测模型。然后,将高精度地球引力场模型和静电加速量测数据代入非线性Batch估计算法的的动力学方程中,将GPS量测数据代入非线性Batch估计算法的量测方程中,建立了静电加速标定因数和零偏误差标定模型。最后,通过数学仿真验证了该方法的可行性,其标定精度可达到0.2%,具有一定工程应用参考价值。

  • 标签: Batch估计算法 静电加速度计 标度因数 零偏误差 地球引力场模型 GPS
  • 简介:本研究设计了一种基于三轴加速的中老年足部训练系统,利用三轴加速、微处理器和无线蓝牙等器件组成数据采集平台,将采集到的足部运动加速数据,通过无线蓝牙模块传送到智能手机上。利用智能手机平台,引导中老年进行各种下肢肌肉群的训练,用自编的App应用程序进行加速数据的预处理、小波变换及其重构、去噪和特征提取,获取训练情况,并做出合理的评价和评估。

  • 标签: 静脉溃疡患者 足部训练 三轴加速度计 小波变换 峰值检测
  • 简介:从理论上分析了温度变化对高分辨率A/D转换芯片输出的影响,通过静态试验建立了加速输出与A/D转换电路温漂之间的关系,并依照这种关系对加速输出进行了补偿,补偿后加速输出精度得到了明显提高.

  • 标签: 加速度计 A/D转换 温度漂移 误差补偿
  • 简介:加速是旋转加速重力梯度仪的核心元件,梯度信号测量要求其加速具有高分辨率和低的噪声水平,这就需要对现有石英加速进行改进,通过表头抽真空,提高控制回路增益来抑制噪声,提高分辨率。抽真空后表头近似为无阻尼状态,其控制回路中需增加阻尼补偿的环节,避免系统在工作频段附近出现振荡;并且,对控制回路中的校正环节也进行了重新设计,加入积分环节,使系统对位置信号的稳态误差为零,大幅度提高工作频段的系统开环增益,从而有效地提高了系统的动态测量精度。

  • 标签: 加速度计 控制回路 空气阻尼 校正网络
  • 简介:为了实时获取弹体飞行时的滚转角姿态信息,提高高速滚转制导弹药的射击精度,提出了一种使用两个MEMS加速构成滚转角测量系统的方法。开展了弹上姿态测量惯性传感器的配置方案研究;建立了系统量测方程与基于"当前"统计模型的状态方程;提出了一种改进的自适应UKF非线性滤波算法,采用速度估计自适应方法实现了对过程噪声方差阵的自适应调整,提高了滤波精度。同时,采用最小偏度单形采样策略减少了Sigma点的数量,提高了滤波解算速度。三轴飞行转台仿真实验研究表明:该方法测量精度高,收敛速度快,具有很高的工程应用价值。

  • 标签: 滚转弹 姿态测量 “当前”统计模型 无迹卡尔曼滤波器
  • 简介:双伺服加速测斜仪是工程侧向位移观测中应用较多的一种测斜仪,具有精度好、稳定性好。适用环境广等特点。测斜仪数据分析需要带入方向角进行数据计算。

  • 标签: 双伺服加速度计式测斜仪 矢量变形 考虑方向角