微小加速度计零位偏值和标度因数的误差分析

发布时间：2020-06-10 23:46

【摘要】：微小加速度计是惯性导航系统中测量线加速度的敏感元件,其测量精度直接影响着导航系统的精度。机载加速度计目前多采用人工装配,且各零件连接方式主要为胶粘接,胶粘剂厚度在μm级别,装配一致性差,对加速度计的测量精度造成影响。本文基于微小加速度计在装配和零件自身尺寸中存在的不确定性,对加速度计性能的影响因素进行分析。针对加速度计的结构,分析其工作原理和装配过程,确定影响加速度计测量精度的主要因素。一方面为加速度计的零位偏值误差,确定其主要影响因素是加速度计各零件间材料系数不匹配和胶粘剂的装配误差;另一方面是加速度计标度因数的非线性误差,其主要影响因素是力矩器工作气隙磁场分布均匀性的好坏。由于加速度计零件尺寸小,胶层厚度薄,很难用试验的方法进行量化分析,因此,采用有限元分析的方法对加速度计的零位偏值误差和标度因数误差进行分析。分析在实际涂覆过程中胶层产生的几种误差形式:胶瘤边角溢出、胶层装配倾斜误差、线圈处胶块的厚度误差及角度误差对零位偏值的影响程度。得出胶瘤边角溢出、胶层装配倾斜误差对于零位偏值的影响较大。不同位置处的胶层胶瘤溢出在一定程度上可以补偿抵消,但应尽量将胶层溢出量控制在40μm以内,使得零位偏值误差控制可在200μg以内。胶层装配倾斜误差方面对加速度计零位偏值影响明显,应确保摆片平行于底座,以减小零偏误差的大小。针对加速度计力矩器在加工过程中存在的零件尺寸偏差,装配过程中的装配偏差,分析上述偏差对其磁场性能的影响大小,得出磁钢厚度存在负偏差时,对磁场均匀性的影响较大。上导磁帽高度尺寸偏差对线圈在磁场中受力以及磁场均匀性的影响均较大,导致对加速度计非线性误差影响较大。根据结果,对力矩器装配工艺及加工提出可行性建议。以上研究工作为加速度计装配工艺规程制定、加速度计的改进和性能的提升提供了依据。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH824.4

【参考文献】

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本文编号：2707046