常用加速度計(jì)的基本原理及工作特點(diǎn)

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1、常 用 加 速 度 計(jì) 介 紹 加 速 度 計(jì) 概述1 基 本 原 理 及 工 作 特 點(diǎn)23 應(yīng) 用 加 速 度 計(jì) 概 述概 念 介 紹 ： 加 速 度 計(jì) 是 測(cè) 量 運(yùn) 載 體 線 加 速 度 的 儀表 。 在 飛 行 控 制 系 統(tǒng) 中 ， 加 速 度 計(jì) 是 重要 的 動(dòng) 態(tài) 特 性 校 正 元 件 。 在 慣 性 導(dǎo) 航 系統(tǒng) 中 ， 高 精 度 的 加 速 度 計(jì) 是 最 基 本 的 敏感 元 件 之 一 。 在 各 類 飛 行 器 的 飛 行 試 驗(yàn)中 ， 加 速 度 計(jì) 是 研 究 飛 行 器 顫 振 和 疲 勞壽 命 的 重 要 工 具 。 加 速 度 計(jì) 的 一 般 結(jié)

2、 構(gòu) ： 加 速 度 計(jì) 由 檢 測(cè) 質(zhì) 量 （ 也 稱 敏 感 質(zhì) 量 ） 、支 承 、 電 位 器 、 彈 簧 、 阻 尼 器 和 殼 體 組 成 。檢 測(cè) 質(zhì) 量 受 支 承 的 約 束 只 能 沿 一 條 軸 線 移動(dòng) ， 這 個(gè) 軸 常 稱 為 輸 入 軸 或 敏 感 軸 。 加 速 度 計(jì) 的 力 學(xué) 模 型加 速 度慣 性 力 質(zhì) 量 塊 中 心 位 移 常 用 加 速 度 計(jì) 1、 重 錘 式 加 速 度 計(jì)2、 液 浮 擺 式 加 速 度 計(jì)3、 撓 性 擺 式 加 速 度 計(jì)4、 振 弦 式 加 速 度 計(jì)5、 微 機(jī) 械 加 速 度 計(jì)6、 擺 式 積 分 陀 螺 加 速

3、 度 計(jì) 常 用 加 速 度 計(jì) 的 工 作 原 理 及 工 作 特 點(diǎn)（ ） 、 重 錘 式 加 速 度 計(jì) 基 座 加 速 度 a彈 簧 的 回 復(fù) 力Ft= Ks質(zhì) 量 塊 加 速 度 a, a =a。根 據(jù) 牛 頓 定 律 F t= ma 因 此 a = a= Ft/m = Ks/m 即 a = ks 式中 k=K/m。 重 錘 式 加 速 度 計(jì) 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖 導(dǎo) 彈 發(fā) 射 后 ， 鎖 定 裝 置 解 鎖 ， 使 重 錘能 夠 活 動(dòng) ， 阻 尼 器 的 作 用 是 給 重 錘 的 運(yùn) 動(dòng)引 入 阻 力 ， 消 除 重 錘 運(yùn) 動(dòng) 過 程 中 的 振 蕩 。敏 感 軸 與 彈

4、 體 的 某 一 個(gè) 軸 平 行 ， 來 測(cè) 量 導(dǎo)彈 飛 行 時(shí) 沿 該 軸 產(chǎn) 生 的 加 速 度 。 工 作 特 點(diǎn) ： （ 二 ） 、 液 浮 式 加 速 度 計(jì) 慣 性 體 繞 旋 轉(zhuǎn) 軸 產(chǎn) 生 慣 性 力 矩 Ma= Lma轉(zhuǎn) 動(dòng) 角 度 ,傳 感 器 輸 出 電 壓 信 號(hào) UU = ku放 大 器 輸 出 電 流 信 號(hào) II = kiU 力 矩 器 產(chǎn) 生 的 力 矩 Mk Mk= kmI = kmkiU = kmkiku Mk= MakmI = Lma則 I = Lma/kmMk= kmI = kmkiU = kmkiku 工 作 特 點(diǎn) ： （ 1） 擺 組 件 放 在

5、 一 個(gè) 浮 子 內(nèi) ， 浮 液 產(chǎn) 生 的浮 力 能 卸 除 浮 子 擺 組 件 對(duì) 軸 承 的 負(fù) 載 ， 減小 支 撐 磨 擦 力 矩 ， 提 高 儀 表 的 精 度 。 （ 2） 浮 液 不 能 起 定 軸 作 用 ， 因 此 在 高 精 度擺 式 加 速 度 計(jì) 中 ， 同 時(shí) 還 采 用 磁 懸 浮 方 法把 已 經(jīng) 卸 荷 的 浮 子 擺 組 件 懸 浮 在 中 心 位 置 ，使 它 與 支 撐 脫 離 接 觸 ， 進(jìn) 一 步 消 除 磨 擦 力矩 。 （ 3） 浮 液 的 粘 性 對(duì) 擺 組 件 有 阻 尼 作 用 ， 能減 小 動(dòng) 態(tài) 誤 差 ， 提 高 抗 振 動(dòng) 和 抗

6、沖 擊 的 能力 。 （ 三 ） 、 撓 性 擺 式 加 速 度 計(jì) 撓 性 擺 式 加 速 度 計(jì) 的 工 作 原 理 與 液 浮 擺式 加 速 度 計(jì) 相 類 似 ， 同 樣 是 由 力 矩 再 平 衡回 路 所 產(chǎn) 生 的 力 矩 來 平 衡 加 速 度 所 引 起 的慣 性 力 矩 。 撓 性 擺 式 加 速 度 計(jì) 與 液 浮 加 速度 計(jì) 的 主 要 區(qū) 別 在 于 它 的 擺 組 件 不 是 懸 浮在 液 體 中 ， 而 是 彈 性 地 連 接 在 撓 性 支 承 上 ，撓 性 支 承 消 除 了 軸 承 的 摩 擦 力 矩 。 工 作 特 點(diǎn) ： 這 類 加 速 度 計(jì) 有 充

7、 油 式 和 干 式 兩 種 。 充油 式 的 內(nèi) 部 以 高 粘 性 液 體 作 為 阻 尼 液 體 ，可 以 改 善 儀 表 動(dòng) 態(tài) 特 性 和 提 高 抗 震 動(dòng) 、 抗沖 擊 能 力 。 干 式 加 速 度 計(jì) 采 用 電 磁 阻 尼 或空 氣 膜 阻 尼 ， 便 于 小 型 化 、 降 低 成 本 和 縮短 啟 動(dòng) 時(shí) 間 ， 但 精 度 比 充 油 式 低 。 （ 四 ） 、 振 弦 式 加 速 度 計(jì) 工 作 特 點(diǎn) ： 由 于 弦 絲 張 力 受 材 料 特 性 和 溫 度 影 響 ，因 此 ， 這 種 加 速 度 計(jì) 需 要 有 恒 溫 控 制 裝 置和 弦 絲 張 力 調(diào)

8、節(jié) 機(jī) 構(gòu) 。 （ 五 ） 、 微 機(jī) 械 加 速 度 計(jì) 微 機(jī) 械 加 速 度 計(jì) 又 稱 硅 加 速 度 計(jì) ， 它 感 測(cè)加 速 度 的 原 理 與 一 般 的 加 速 度 計(jì) 相 同 。 微機(jī) 械 加 速 度 計(jì) 分 為 壓 阻 式 、 電 容 式 、 靜 電力 平 衡 式 和 石 英 振 梁 式 。 電 容 式 微 加 速 度 計(jì) 硅 制 檢 測(cè) 質(zhì) 量 由 單 撓 性 臂 或 雙 撓 性 臂 支撐 ， 在 撓 性 臂 處 采 用 離 子 注 入 法 形 成 壓 敏電 阻 。 當(dāng) 有 加 速 度 a輸 入 時(shí) ， 檢 測(cè) 質(zhì) 量 受 慣性 力 F作 用 產(chǎn) 生 偏 轉(zhuǎn) ， 并 在

9、撓 性 臂 上 產(chǎn) 生 應(yīng)力 ， 使 壓 敏 電 阻 的 電 阻 值 發(fā) 生 變 化 ， 從 而提 供 一 個(gè) 正 比 于 輸 入 加 速 度 的 輸 出 信 號(hào) 。 （ 六 ） 、 擺 式 陀 螺 加 速 度 計(jì) 利 用 在 某 些 陀 螺 儀 的 自 轉(zhuǎn) 軸 上 加 偏 心 質(zhì)量 起 到 擺 的 作 用 ， 就 可 以 用 陀 螺 儀 來 測(cè) 量運(yùn) 載 體 的 線 加 速 度 。 由 于 這 種 加 速 度 計(jì) 能承 受 （ 測(cè) 量 ） 大 的 加 速 度 ， 一 般 具 有 大 的加 速 度 的 運(yùn) 載 體 都 使 用 這 種 擺 式 陀 螺 加 速度 計(jì) 。 遠(yuǎn) 程 戰(zhàn) 略 導(dǎo) 彈 的

10、 慣 性 系 統(tǒng) 中 就 常 采 用 這類 加 速 度 計(jì) 。 加 速 度 計(jì) 應(yīng) 用智 能 產(chǎn) 品 微 信 的 “ 搖 一 搖 ” 功 能 。 我 們 手 機(jī) 里 面集 成 的 加 速 度 傳 感 器 ， 它 能 夠 分 別 測(cè) 量 X、Y、 Z三 個(gè) 方 面 的 加 速 度 值 ， X方 向 值 的 大 小代 表 手 機(jī) 水 平 移 動(dòng) ， Y方 向 值 的 大 小 代 表 手機(jī) 垂 直 移 動(dòng) ， Z方 向 值 的 大 小 代 表 手 機(jī) 的 空間 垂 直 方 向 ， 天 空 的 方 向 為 正 ， 地 球 的 方向 為 負(fù) ， 然 后 把 相 關(guān) 的 加 速 度 值 傳 輸 給 操作

11、系 統(tǒng) ， 通 過 判 斷 其 大 小 變 化 ， 就 能 知 道同 時(shí) 玩 微 信 的 朋 友 。 加 速 度 計(jì) 應(yīng) 用汽 車 安 全 加 速 度 傳 感 器 可 以 用 于 汽 車 安 全 氣 囊 、 防 抱 死 系 統(tǒng) 、 牽 引 控 制 系 統(tǒng) 等 安 全 性 能 方面 。 在 安 全 應(yīng) 用 中 ， 加 速 度 計(jì) 的 快 速 反 應(yīng) 非 常重 要 。 安 全 氣 囊 應(yīng) 在 什 么 時(shí) 候 彈 出 要 迅 速確 定 ， 所 以 加 速 度 計(jì) 必 須 在 瞬 間 做 出 反 應(yīng) 。通 過 采 用 可 迅 速 達(dá) 到 穩(wěn) 定 狀 態(tài) 而 不 是 振 動(dòng)不 止 的 傳 感 器 設(shè) 計(jì)

12、 可 以 縮 短 器 件 的 反 應(yīng) 時(shí)間 。 其 中 ， 壓 阻 式 加 速 度 傳 感 器 由 于 在 汽車 工 業(yè) 中 的 廣 泛 應(yīng) 用 而 發(fā) 展 最 快 。 加 速 度 計(jì) 應(yīng) 用計(jì) 步 器 功 能 加 速 度 傳 感 器 可 以 檢 測(cè) 交 流 信 號(hào) 以 及 物體 的 振 動(dòng) ， 人 在 走 動(dòng) 的 時(shí) 候 會(huì) 產(chǎn) 生 一 定 規(guī)律 性 的 振 動(dòng) ， 而 加 速 度 傳 感 器 可 以 檢 測(cè) 振動(dòng) 的 過 零 點(diǎn) ， 從 而 計(jì) 算 出 人 所 走 的 步 或 跑步 所 走 的 步 數(shù) ， 從 而 計(jì) 算 出 人 所 移 動(dòng) 的 位移 。 并 且 利 用 一 定 的 公 式 可 以 計(jì) 算 出 卡 路里 的 消 耗 。 加 速 度 計(jì) 應(yīng) 用 計(jì) 步 器 功 能 加 速 度 傳 感 器 可 以 檢 測(cè) 交 流 信 號(hào) 以 及 物 體的 振 動(dòng) ， 人 在 走 動(dòng) 的 時(shí) 候 會(huì) 產(chǎn) 生 一 定 規(guī) 律 性的 振 動(dòng) ， 而 加 速 度 傳 感 器 可 以 檢 測(cè) 振 動(dòng) 的 過零 點(diǎn) ， 從 而 計(jì) 算 出 人 所 走 的 步 或 跑 步 所 走 的步 數(shù) ， 從 而 計(jì) 算 出 人 所 移 動(dòng) 的 位 移 。 并 且 利用 一 定 的 公 式 可 以 計(jì) 算 出 卡 路 里 的 消 耗 。