石英加速度计失准角超差分析及解决方案

针对石英挠性加速度计输入轴失准角容易超差的问题，提出了一种新型加速度计失准角调平系统。首先，通过分析加速度计调平原理，从材料、结构等方面对失准角超差的原因进行了研究；然后，通过有限元仿真分析以及环境试验验证，定位了失准角超差的主要原因。研究表明：失准角调平时，由于调平带来了表芯与表壳之间的调平应力，环境试验加速了表壳屈服，造成表芯空间位置发生变化，进而造成失准角超差。针对失准角超差的原因，颠覆性设计了一种非限制自由度的加速度计输出轴失准角调平系统，调平系统在满足微小装配间隙的情况下，表芯可以随着表芯进行随动，避免了挠性吊装螺杆因为变形而带来的应力。该系统可以进行任意方向的失准角调平，从根本上避免了输入轴失准角的超差问题。这种新型调平系统可以将加速度计失准调控制在极小范围内，而且表芯和表壳之间不存在任何调平应力。试验数据表明：新型调平系统可以使失准角趋近于零，且长期稳定性优于于5″。     

高精度石英挠性加速度计力矩器磁路仿真分析

针对石英挠性加速度计标度因数非线性误差主要来源于力矩器磁路性能非线性及不同温度下加速度计参数随力矩器中永磁体磁性能变化产生漂移的问题,建立了力矩器的1/4二维有限元分析模型,对使用新型永磁体加速度计力矩器磁路进行计算,得到了不同结构下工作气隙磁密分布规律及不同温度下工作气隙磁密的温度系数.依据仿真结果,优化设计后的气隙磁密线性长度增加了72％,实测数据证明该方案加速度计的二阶非线性误差优于5×10-6,同时该方法为仿真计算加速度计标度因数的温度系数提供了新思路.     

高精度加速度计测试标定系统的构建

加速度计是惯性导航系统的重要测量器件之一,加速度计的发展趋于高精度、小型化的特点,高精度加速度计的测试标定也面临前所未有的挑战.针对偏值重复性优于0.1 μg,标度因数重复性优于0.1 ppm的高精度加速度计的测试标定系统的构建,通过对加速度的输出参数模型、输入信号的给予能力以及输出信号的获取能力等方面进行综合分析,识别出稳定重力场、高精度位置转台、精密采样电阻、高精度信号采集系统、恒定的测试温度等影响高精度加速度计标定结果的关键因素并对其进行了验证,为构建高精度加速度计测试标定系统提供依据.