[发明专利]一种三轴石英挠性加速度计总成及其测量方法

权利要求书

1.一种三轴石英挠性加速度计总成，其特征在于，包括温度控制系统、测量部件和数据转换部件；所述测量部件测量UVW坐标下的加速度，数据转换部件将UVW坐标下的加速度转换为XYZ直角坐标系下的加速度；

所述测量部件包括安装平台(4)和三个石英挠性加速度计(3)；

所述安装平台(4)呈三棱锥状，三个石英挠性加速度计(3)分别对应固定设置在安装平台(4)的三个侧面，安装平台(4)的底面水平设置；所述三个石英挠性加速度计(3)形成的轴线之间相互垂直，三个石英挠性加速度计(3)的轴线之间沿水平面的夹角等分；UVW三个敏感轴倾斜角为35.26°，即三个石英挠性加速度计安装平面与XY平面夹角为54.74°，使U、V、W三轴相互正交；

所述数据转换部件包括模数转换单元和FPGA信号处理单元；

所述三个石英挠性加速度计(3)的输出端均连接模数转换单元的输入端，模数转换单元的输出端连接FPGA信号处理单元的输入端，FPGA信号处理单元的输出端连接数字系统；

所述安装平台(4)底部依次设置有电路板(6)和金属底座(7)，所述数据转换部件设置在电路板(6)上，所述安装平台(4)上石英挠性加速度计的安装孔为通孔，石英挠性加速度计的输出端穿过通孔与底部的数据转换部件的输入端连接，所述金属底座(7)上设置有引出端接口(8)，数据转换部件的输出端连接引出端接口(8)；

所述温度控制系统包括加热装置、测温装置和控制装置；所述加热装置对测量部件进行加热，测温装置测量加热装置的加热温度，控制装置控制加热装置；

所述加热装置包括金属套筒(1)和加热器，测温装置包括恒流源、惠斯通电桥和仪表放大器，控制装置包括PID控制器、脉宽调制器和功率驱动电路；所述惠斯通电桥包括热敏电阻Rt和三个调试电阻Rc；所述恒流源包括精密电压基准、运算放大器和精密电阻Rp；

所述金属套筒(1)套设在测量部件的外侧，金属套筒(1)的外侧固定设置有加热器，所述热敏电阻Rt固定设置在加热器与金属套筒(1)之间；所述精密电压基准的输出端连接运算放大器的同相输入端，运算放大器的输出端连接惠斯通电桥的输入端，输入端对角的输出端连接精密电阻Rp的输入端和运算放大器的反向输入端，精密电阻Rp的输出端接地，惠斯通电桥的另外两个输出端连接仪表放大器的输入端，仪表放大器的输出端连接PID控制器的输入端，PID控制器的输出端连接脉宽调制器的输入端，脉宽调制器的输出端连接功率驱动电路的输入端，功率驱动电路的输出端连接加热器。

2.根据权利要求1所述的一种三轴石英挠性加速度计总成，其特征在于，所述PID控制器包括调试电阻、限流电阻R5、调试电容和运算放大器；

所述调试电阻包括电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，调试电容包括电容C1和电容C2；

所述电阻R1和电容C1的输入端连接仪表放大器的输出端，电阻R1的输出端连接运算放大器的反相输入端，电容C1的输出端连接电阻R2的输入端，电阻R2的输出端连接运算放大器的反相输入端，电容C2的输入端连接运算放大器的反相输入端，电容C2的输出端连接电阻R4的输入端，电阻R4的输出端连接运算放大器输出端；电阻R3的输入端连接运算放大器的反相输入端，电阻R3的输出端连接运算放大器的输出端；限流电阻R5的输入端连接运算放大器的同相输入端，限流电阻R5的输出端接地。

3.根据权利要求1所述的一种三轴石英挠性加速度计总成，其特征在于，所述脉宽调制器包括锯齿波发生器和电压比较器；

PID控制器的输出端连接电压比较器的反相输入端，锯齿波发生器的输出端连接电压比较器的同相输入端，电压比较器的输出端连接电阻的输入端，限流电阻的输出端连接达灵顿结构晶体管的基极，达灵顿结构晶体管的集电极连接加热器，发射极接地。

4.根据权利要求1所述的一种三轴石英挠性加速度计总成，其特征在于，所述金属套筒(1)和金属底座(7)之间密封连接形成密封空间，测量部件和数据转换部件设置在密封空间内部。

5.根据权利要求1所述的一种三轴石英挠性加速度计总成，其特征在于，所述石英挠性加速度计通过螺钉(2)固定在安装平台(4)上。