[发明专利]悬丝摆式加速度计

说明书

本发明公开了一种悬丝摆式加速度计，包括电路组件、电涡流传感器组件、悬丝摆组件、涡流片、永磁体组件，电涡流传感器组件包括电涡流线圈，悬丝摆组件包括摆框架、弹性支承悬丝，摆框架上缠有线圈绕组，摆框架一侧位于固定磁场内，涡流片固定于摆框架上与电涡流传感器组件适配；加电后电涡流线圈内产生高频电流，涡流片表面形成电涡流，同时线圈绕组在固定磁场内受磁力作用，悬丝摆组件悬空平衡，受到加速度时，悬丝摆组件产生惯性力矩偏离平衡位置，涡流片相对电涡流传感器组件产生位移，引起电涡流线圈差动电感变化转变为电信号，经力矩平衡电信号回路电流反馈，激励涡流片始终处于平衡位置，反馈的电流信号同时作为输出，即表征了加速度大小。

技术领域

本发明涉及一种测量加速度的仪表，尤其涉及一种悬丝摆式加速度计。

背景技术

加速度测量是工程技术提出的重要课题，当物体具有很大的加速度时，物体及其所载的仪器设备和其他无相对加速度的物体均受到能产生同样大的加速度的力，即受到动载荷，欲知动载荷就要测出加速度。其次，要知道各瞬时飞机、火箭和舰艇所在的空间位置，可通过惯性导航连续地测出其加速度，然后经过积分运算得到速度分量，再次积分得到一个方向的位置坐标信号，而三个坐标方向的仪器测量结果就综合出运动曲线并给出每瞬时航行器所在的空间位置，测量飞机过载的加速度计是最早获得应用的飞机仪表之一。再如某些控制系统中，常需要加速度信号作为产生控制作用所需的信息的一部分，这里也出现连续地测量加速度的问题。

加速度计，是测量运载体线加速度的仪表。加速度计是惯导系统中的重要元件之一，它安装在惯导分系统的三个测量轴上，用于测量运动体坐标系上的线加速度，并将测量的加速度提供给计算机，用于运动体稳定回路的反馈信号和导航参数的计算。目前加速度计广泛的应用在航空、航天、航海和兵器装备中。目前国内外应用于导航、制导与控制中的主流加速度计有石英加速度计、悬丝加速度计和MEMS(Micro Electro MechanicalSystem，微机电系统)加速度计。如何进一步缩小体积、提高灵敏度和抗冲击振动能力是加速度计领域有待进一步提升的方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种全新结构形式、体积小、灵敏度高、抗冲击振动能力强的悬丝摆式加速度计。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括安装座、外罩、电路组件、电涡流传感器组件、悬丝摆组件、涡流片、永磁体组件，所述外罩与所述安装座相固定密封连接，以在内部形成容置元件的密闭空间，所述电涡流传感器组件、所述永磁体组件均固定设置于内，所述永磁体组件包括两个相对设置且磁性相反的磁极，以形成固定磁场，所述电涡流传感器组件包括电涡流线圈，所述悬丝摆组件包括摆框架、两个弹性支承悬丝，所述摆框架上缠有线圈绕组，所述电路组件与所述线圈绕组构成力矩平衡电信号回路，所述摆框架的一个侧边位于两个所述磁极之间的空隙内，所述涡流片固定于所述摆框架一个侧边上，并与所述电涡流传感器组件的位置相适配；所述电路组件加电后，所述电涡流线圈内持续产生高频电流，在电涡流效应作用下，所述涡流片表面形成电涡流，同时，所述线圈绕组在所述固定磁场内受到磁力作用，使所述悬丝摆组件悬空处于平衡位置，在所述悬丝摆式加速度计受到加速度时，在被测加速度的作用下，所述悬丝摆组件产生惯性力矩，相对于所述永磁体组件偏离平衡位置，使得所述悬丝摆组件上的所述涡流片相对于所述电涡流传感器组件产生位移，从而引起所述电涡流线圈差动电感的变化，并通过所述电路组件的伺服电路转变为电信号，再经过所述力矩平衡电信号回路的电流反馈，在所述固定磁场的作用下，激励所述悬丝摆组件并带动所述涡流片始终处于平衡位置，反馈的电流信号同时作为输出，这一输出即表征了输入加速度的大小。