廊坊市航新仪器仪表有限公司

石英挠性加速度计是一种通过敏感石英摆片相对位置变化来检测加速度的精密惯性传感器，通过计算可以准确获得系统的速度和位置，为各类系统的导航、制导、控制、调平等提供准确的加速度测量信号，已广泛应用于航天、航空、船舶、石油、岩土工程等诸多领域。石英挠性加速度传感器一般为单轴力矩反馈式加速度计，通过检测质量来检测外界的加速度信号，再经伺服电路解调、放大，后输出电流信号正比于加速度信号石英加速度计厂家高可靠性石英加速度计。

石英加速度计主要由表头、激振电路和测频电路等组成石英加速度计。其中表头由阻尼板、金属摆、力敏感石英梁组成。具有量程大、精度高、抗过载性强、体积小、功耗低、价格廉等特点。石英加速度计主要分为石英挠性加速度计和石英振梁加速度计，都属于精度比较高加速度计。 国内的石英振梁加速度计一般都还处于研制阶段；石英挠性加速度计是比较成熟的产品，在惯性系统中有广泛的应用，精度比较高，石英挠性加速度传感器一般为单轴力矩反馈式加速度计，通过检测质量来检测外界的加速度信号，再经伺服电路解调、放大，后输出电流信号正比于加速度信号石英加速度计厂家高可靠性石英加速度计。挠性加速度计产品广泛用于航空航天导航系统、石油钻井测斜或地质勘探捷联系统。

挠性加速度计是航天、航空、航海等领域用于精密测角、测斜等重要传感器，是惯性导航中的核心器件。挠性加速度计产品具有体积小、重量轻、使用方便等优点，同时具备、高抗震、高抗冲击、耐高温和低温等优良性能。从“神舟一号”到“神舟七号”,石英挠性加速度计为飞船返回舱提供了准确的加速度测量;从“神舟八号”到“神舟十一号”,石英挠性加速度计身兼数职,作为加速度敏感部件的核心器件,为飞船姿态控制、交会对接提供微重力和速度等信息精测;在已经完成的嫦娥3号和即将开展的嫦娥5号飞行任务中,它都是不可或缺的重要产品。

石英挠性加速度计输出为电流信号,该信号的信噪声不大，但包含共模、差模、射频等多种成分的干扰。除非后接I/F转换才能将全部噪声滤掉。而I/F转换又存在体积大、温漂大、成本高等问题。故现在许多系统均后接A/D转换器来量化加表输出。但工程实践表明，若只针对差模干扰滤波，即使是十阶有源低通、发现量化的性噪比仍然很低。究其原因，主要是没有对共模噪声（和地线有关）和射频噪声（与运算放大器输出零位游走直接相关）进行处理。

加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力也就是当物体在加速过程中作用在物体上的力。挠性加速度计通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。石英挠性加速度计已应用在航天型号、战术军事装备型号的导航系统，油气勘探测井仪器中，可在175度高温环境下安全使用。产品广泛用于航空航天导航系统、惯性导航、航海定位、飞行姿态控制或地质勘探捷联系统。石英挠性加速度计按工作原理可分为压电式、压阻式和电容式。 挠性加速度计具有测量频率范围宽、量程大、体积小、重量轻、结构简单坚固、受外界干扰小以及产生电荷信号不需要任何外界电源等优点。

石英挠性加速度计结构轭铁由温度系数低，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。挠性的材料为温度性能很好的石英玻璃，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材料，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，由挠性材料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或惯性力矩，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。

链接：https://www.zhihu.com/question/58274581/answer/156325545

来源：知乎

著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。