关于改善谐振梁加速度计振动特性的方法研究
发布时间：2022-01-16 19:19
惯导系统应用环境往往十分恶劣,主要表现为高强度振动、快速温变等。该环境对加速度计的综合测试性能带来较大影响。针对改善振动性能的问题,对谐振梁加速度计力学模型和压膜阻尼模型进行仿真分析。仿真及试验结果表明减小阻尼间隙可增大压膜阻尼,且压膜阻尼是影响振动性能的主要因素。保持敏感质量与上下阻尼板之间阻尼间隙的一致或减小阻尼间隙可提高振动性能,对改善谐振梁加速度计的环境适应性起到了重要作用。
【文章来源】：传感技术学报. 2019,32(09)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
振动整流误差－振动频率曲线(6只)
第9期胥梓夏:关于改善谐振梁加速度计振动特性的方法研究一方位，同一方位相对安装误差较小，单独画出两组加速度计振动整流误差ΔV(f)－振动频率f的变化曲线如图15、图16所示，可得出定性分析结果:谐振梁加速度计阻尼间隙越小，振动整流误差明显降低，与系统仿真结果一致。图15振动整流误差－振动频率曲线图16振动整流误差－振动频率曲线综上结果定性的验证了系统仿真的准确性。为了更进一步验证，可计算谐振频率时输出较于低频时输出的放大倍数，若与仿真值相相近则能定量验证准确性。结合式(13)得出输入信号为100Hz同系统谐振频率下输出的放大倍数:A(fwr)A(f100)=ΔV(fwr)ΔV(f100)槡(14)其中A(f100)和A(fwr)分别是100Hz和谐振频率下的输出响应幅值，最终定量分析结果如表1所示。表1振动整流误差－放大倍数结果表号ΔV(f100)ΔV(fwr)A(fwr)/A(100)S01(较大)－0．00025－0．04266170．65S02(较大)－0．00024－0．03922163．45S03(较小)0．000140．001188．45S04(较小)－0．00014－0．000825．89S05(较小)－0．00013－0．000876．73S06(较大)0．000240．03801158．393结论由仿真及试验结果可知，阻尼间隙为较大时，输入同幅值的正弦信号加速度计在谐振频率下的输出响应为100Hz频率下输出响应的165．92倍。阻尼间隙为较小时，系统谐振频率下的输出响应为100Hz频率下输出响应的4．81倍。因此在保证其他关键设计的前提下，可通过调整间隙值来降低振动整流误差，改善谐振梁加速度计的振动性能。该途径易于工程化，可快速有效地应用到工程实践中。参考文献:［1］GuanW，MengXF，DongXM．TestingVibrationＲectificationEr-rorwithVibrafuge［J］．MāPAN-JMetrolSoc
第9期胥梓夏:关于改善谐振梁加速度计振动特性的方法研究一方位，同一方位相对安装误差较小，单独画出两组加速度计振动整流误差ΔV(f)－振动频率f的变化曲线如图15、图16所示，可得出定性分析结果:谐振梁加速度计阻尼间隙越小，振动整流误差明显降低，与系统仿真结果一致。图15振动整流误差－振动频率曲线图16振动整流误差－振动频率曲线综上结果定性的验证了系统仿真的准确性。为了更进一步验证，可计算谐振频率时输出较于低频时输出的放大倍数，若与仿真值相相近则能定量验证准确性。结合式(13)得出输入信号为100Hz同系统谐振频率下输出的放大倍数:A(fwr)A(f100)=ΔV(fwr)ΔV(f100)槡(14)其中A(f100)和A(fwr)分别是100Hz和谐振频率下的输出响应幅值，最终定量分析结果如表1所示。表1振动整流误差－放大倍数结果表号ΔV(f100)ΔV(fwr)A(fwr)/A(100)S01(较大)－0．00025－0．04266170．65S02(较大)－0．00024－0．03922163．45S03(较小)0．000140．001188．45S04(较小)－0．00014－0．000825．89S05(较小)－0．00013－0．000876．73S06(较大)0．000240．03801158．393结论由仿真及试验结果可知，阻尼间隙为较大时，输入同幅值的正弦信号加速度计在谐振频率下的输出响应为100Hz频率下输出响应的165．92倍。阻尼间隙为较小时，系统谐振频率下的输出响应为100Hz频率下输出响应的4．81倍。因此在保证其他关键设计的前提下，可通过调整间隙值来降低振动整流误差，改善谐振梁加速度计的振动性能。该途径易于工程化，可快速有效地应用到工程实践中。参考文献:［1］GuanW，MengXF，DongXM．TestingVibrationＲectificationEr-rorwithVibrafuge［J］．MāPAN-JMetrolSoc
【参考文献】：
期刊论文
[1]石英挠性加速度计的压膜阻尼分析[J]. 王错,李醒飞,董九志. 电子测量与仪器学报. 2016(02)
[2]石英振梁加速度计谐振器的结构设计[J]. 冯丽爽,王文璞,周震,杨功流. 中国惯性技术学报. 2013(01)
[3]石英振梁加速度计关键结构优化设计技术[J]. 裴荣,王晓鸣,高旭东,于纪言. 哈尔滨工业大学学报. 2012(05)
[4]Z轴微机械陀螺仪的空气阻尼分析[J]. 王伟,刘军洁. 西安工业大学学报. 2010(03)
[5]石英振梁式重力传感器原理误差模型[J]. 赵池航,何杰. 东南大学学报(自然科学版). 2009(04)
[6]高精度石英振梁加速度计挠性支承设计研究[J]. 裴荣,周百令. 中国惯性技术学报. 2006(05)
[7]基于谐振原理的高精度石英加速度计设计技术[J]. 裴荣,周百令,李宏生,李坤宇. 东南大学学报(自然科学版). 2006(05)
[8]双端石英音叉力敏传感器的原理与设计[J]. 岳书彬,孙秀英,秦自楷,刘迎春,丁福玲. 山东大学学报(自然科学版). 2000(03)
本文编号：3593272
【文章来源】：传感技术学报. 2019,32(09)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
振动整流误差－振动频率曲线(6只)
第9期胥梓夏:关于改善谐振梁加速度计振动特性的方法研究一方位，同一方位相对安装误差较小，单独画出两组加速度计振动整流误差ΔV(f)－振动频率f的变化曲线如图15、图16所示，可得出定性分析结果:谐振梁加速度计阻尼间隙越小，振动整流误差明显降低，与系统仿真结果一致。图15振动整流误差－振动频率曲线图16振动整流误差－振动频率曲线综上结果定性的验证了系统仿真的准确性。为了更进一步验证，可计算谐振频率时输出较于低频时输出的放大倍数，若与仿真值相相近则能定量验证准确性。结合式(13)得出输入信号为100Hz同系统谐振频率下输出的放大倍数:A(fwr)A(f100)=ΔV(fwr)ΔV(f100)槡(14)其中A(f100)和A(fwr)分别是100Hz和谐振频率下的输出响应幅值，最终定量分析结果如表1所示。表1振动整流误差－放大倍数结果表号ΔV(f100)ΔV(fwr)A(fwr)/A(100)S01(较大)－0．00025－0．04266170．65S02(较大)－0．00024－0．03922163．45S03(较小)0．000140．001188．45S04(较小)－0．00014－0．000825．89S05(较小)－0．00013－0．000876．73S06(较大)0．000240．03801158．393结论由仿真及试验结果可知，阻尼间隙为较大时，输入同幅值的正弦信号加速度计在谐振频率下的输出响应为100Hz频率下输出响应的165．92倍。阻尼间隙为较小时，系统谐振频率下的输出响应为100Hz频率下输出响应的4．81倍。因此在保证其他关键设计的前提下，可通过调整间隙值来降低振动整流误差，改善谐振梁加速度计的振动性能。该途径易于工程化，可快速有效地应用到工程实践中。参考文献:［1］GuanW，MengXF，DongXM．TestingVibrationＲectificationEr-rorwithVibrafuge［J］．MāPAN-JMetrolSoc
第9期胥梓夏:关于改善谐振梁加速度计振动特性的方法研究一方位，同一方位相对安装误差较小，单独画出两组加速度计振动整流误差ΔV(f)－振动频率f的变化曲线如图15、图16所示，可得出定性分析结果:谐振梁加速度计阻尼间隙越小，振动整流误差明显降低，与系统仿真结果一致。图15振动整流误差－振动频率曲线图16振动整流误差－振动频率曲线综上结果定性的验证了系统仿真的准确性。为了更进一步验证，可计算谐振频率时输出较于低频时输出的放大倍数，若与仿真值相相近则能定量验证准确性。结合式(13)得出输入信号为100Hz同系统谐振频率下输出的放大倍数:A(fwr)A(f100)=ΔV(fwr)ΔV(f100)槡(14)其中A(f100)和A(fwr)分别是100Hz和谐振频率下的输出响应幅值，最终定量分析结果如表1所示。表1振动整流误差－放大倍数结果表号ΔV(f100)ΔV(fwr)A(fwr)/A(100)S01(较大)－0．00025－0．04266170．65S02(较大)－0．00024－0．03922163．45S03(较小)0．000140．001188．45S04(较小)－0．00014－0．000825．89S05(较小)－0．00013－0．000876．73S06(较大)0．000240．03801158．393结论由仿真及试验结果可知，阻尼间隙为较大时，输入同幅值的正弦信号加速度计在谐振频率下的输出响应为100Hz频率下输出响应的165．92倍。阻尼间隙为较小时，系统谐振频率下的输出响应为100Hz频率下输出响应的4．81倍。因此在保证其他关键设计的前提下，可通过调整间隙值来降低振动整流误差，改善谐振梁加速度计的振动性能。该途径易于工程化，可快速有效地应用到工程实践中。参考文献:［1］GuanW，MengXF，DongXM．TestingVibrationＲectificationEr-rorwithVibrafuge［J］．MāPAN-JMetrolSoc
【参考文献】：
期刊论文
[1]石英挠性加速度计的压膜阻尼分析[J]. 王错,李醒飞,董九志. 电子测量与仪器学报. 2016(02)
[2]石英振梁加速度计谐振器的结构设计[J]. 冯丽爽,王文璞,周震,杨功流. 中国惯性技术学报. 2013(01)
[3]石英振梁加速度计关键结构优化设计技术[J]. 裴荣,王晓鸣,高旭东,于纪言. 哈尔滨工业大学学报. 2012(05)
[4]Z轴微机械陀螺仪的空气阻尼分析[J]. 王伟,刘军洁. 西安工业大学学报. 2010(03)
[5]石英振梁式重力传感器原理误差模型[J]. 赵池航,何杰. 东南大学学报(自然科学版). 2009(04)
[6]高精度石英振梁加速度计挠性支承设计研究[J]. 裴荣,周百令. 中国惯性技术学报. 2006(05)
[7]基于谐振原理的高精度石英加速度计设计技术[J]. 裴荣,周百令,李宏生,李坤宇. 东南大学学报(自然科学版). 2006(05)
[8]双端石英音叉力敏传感器的原理与设计[J]. 岳书彬,孙秀英,秦自楷,刘迎春,丁福玲. 山东大学学报(自然科学版). 2000(03)
本文编号：3593272
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