重力梯度传感器误差分析与机械结构设计

发布时间：2024-03-30 08:13

　　重力梯度仪是实现更高精度、更高分辨率地球重力场模型构建的重要设备,在军、民领域都有极强现实意义和广阔应用空间。本文以旋转加速度计重力梯度仪中的核心——重力梯度传感器,为研究对象,尝试设计其实验样机。论文主要研究内容如下:(1)基于重力梯度传感器测量模型,引入加速度计安装误差和主轴回转误差,构建其误差模型。通过分析误差模型,明确其中的关键参数。(2)根据误差模型,在预期精度指标为10 E的条件下,量化出误差参数所应被限制的数值范围。基于机械加工精度指标定义,分析重力梯度传感器设计和加工所需的精度指标,并将误差参数进行转换和量化,设计出精度指标。(3)分析实验样机在既有条件下搭建的可行性,设计其整体设计方案并细化。针对机械结构分系统,结合目标结构使用环境,利用Solidworks软件设计出转盘结构、磁屏蔽结构和温度控制结构。(4)根据实验样机目标使用环境,利用Solidworks和Maxwell软件,在力学性能、磁屏蔽效能、散热合理性等方面对设计的机械结构进行仿真和分析。根据得到的结果进行优化设计,得到满足要求的机械结构。(5)基于所设计的机械结构,根据实验样机应搭载的设备及工作环境,合理...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1厄特弗斯扭称测量原理简化图

量的相关研究，但却迟迟未见能够真正走出实验室进行测试的旋转加速度计重力梯度仪产品。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状对重力梯度仪的研制最早可以追溯到19世纪90年代左右，被誉为重力梯度测量之父的匈牙利地球物理学家厄特弗斯（Eotvos）基于库仑扭称的原理发明了厄特弗斯扭称....

图1.2厄特弗斯扭称结构示意图

国防科技大学研究生院硕士学位论文第3页图1.2厄特弗斯扭称结构示意图虽然厄特弗斯扭称测量的分辨率可以达到几个E，但是其对测量的要求比较高，对单个测点的测量通常需要花费几个小时的时间，还需要根据不同方位角的测量值对重力梯度的分量进行重新计算，不能满足动态测量的需求[14]。厄特弗斯....

图1.3旋转重力梯度仪（RGG）测量原理及实物图

国防科技大学研究生院硕士学位论文第4页转自由度。那么，当转动平台匀速转动时，振荡器将受到与其旋转平面上的重力梯度成正比的调制指数的激励，从而获得重力梯度信号。该设计方案设想的应用对象是低轨道卫星，可用作低轨卫星的精确姿态传感器和轨道高度计，并可以辅助卫星进行导航。之后，美国休斯飞....

图1.4液浮重力梯度仪（FGG）结构示意图

国防科技大学研究生院硕士学位论文第5页图1.4液浮重力梯度仪（FGG）结构示意图FGG的基本结构如上图所示，两对检验质量块通过液浮的方式与外界振动进行隔离，同时利用陀螺稳定平台来抵消载体的扰动加速度，通过力矩反馈器来测量重力梯度对检验质量块产生的差动力矩，实现对重力梯度的测量。由....

本文编号：3942069