[发明专利]一种当量可调式加速度计及其内部故障快速定位方法

说明书

本发明涉及一种当量可调式加速度计及其内部故障快速定位方法，其目的是解决现有加速度计存在当量不可调，且随着时间的推移当量逐渐变大的技术问题。该加速度计包括第一可调电阻和第二可调电阻，以及同时设置于上轭铁或下轭铁上的无磁漆包线A’接线柱和无磁漆包线B’接线柱；无磁漆包线A’的相应镀金区域通过金属丝连接无磁漆包线A’接线柱；无磁漆包线B’的相应镀金区域通过金属丝连接无磁漆包线B’接线柱；第一可调电阻连接于所述无磁漆包线A’接线柱和无磁漆包线B’接线柱之间；第二可调电阻连接于力矩器高低端接线柱之间。该方法通过对上、下动圈组件线圈各自开路与短路情况进行识别，实现对加速度计内部故障的快速排查与定位。

技术领域

本发明涉及一种加速度计，具体涉及一种当量可调式加速度计及其内部故障快速定位方法。

背景技术

现有加速度计中的石英加速度计，是利用牛顿第二定律(惯性定律)测量加速度的惯性导航器件，被广泛应用于飞船等导航系统，是导航系统的核心部件之一，它是利用差动电容原理检测加速度的一种加速度计。具体检测过程为：加速度计通过检测质量来敏感输入加速度，当加速度计的输入轴方向存在加速度载荷时，检测质量在惯性力作用下偏离平衡位置，绕挠性枢轴做偏摆运动。加速度计的上轭铁、下轭铁与摆片构成的差动电容传感器，输出差动电容，上轭铁和下轭铁的差动电容通过无磁漆包线连接伺服电路的差动电容检测器，并将之转换为一定量电流，再经过积分放大后，成为平衡电流输出给力矩器线圈(即粘接在摆片正、反两面的动圈组件)，平衡电流流经线圈时产生的电磁力形成与惯性力矩数值相等、方向相反的平衡力矩，平衡电流和加速度呈正比例关系。

在现有技术中，石英加速度计主要由上力矩器、下力矩器和石英材质的摆片构成，其敏感部件如图1所示，由上力矩器的上轭铁020下端面(地)、摆片01正面(电容极板正)、摆片01反面(电容极板负)、下力矩器的下轭铁030上端面(地)组成。上轭铁020下端面(地)与摆片01正面(电容极板正)构成C+，下轭铁030上端面(地)与摆片01反面(电容极板负)构成C-。摆片01的正、反两面均粘接有动圈组件，形成敏感质量的摆片01，敏感质量的摆片01随加速度发生变化，摆片01与上轭铁020、下轭铁030的间隙发生变化，导致电容差发生变化(ΔC＝(C+)-(C-))，通过伺服电路将电容信号转换为电流，通过电流的大小反映加速度的大小。

上述加速度计的具体结构，如图2至图8所示，包括上力矩器、下力矩器和摆片01，上力矩器包括上轭铁020和上动圈组件021，以及设置于上轭铁020上的力矩器低端接线柱022、力矩器高端接线柱023、传感器正端接线柱024、传感器负端接线柱025和地线接线柱026；下力矩器包括下轭铁030和下动圈组件031；摆片01包括中心片，与中心片同心设置的外环片，以及连接二者的摆梁；所述上动圈组件021和下动圈组件031分别设置于中心片的上、下表面处，上动圈组件021从其动圈骨架的焊接窗口引出无磁漆包线A和无磁漆包线A’，下动圈组件031从其动圈骨架的焊接窗口引出无磁漆包线B和无磁漆包线B’；所述无磁漆包线A焊接于摆片01上表面镀金区域后经金属丝引出连接所述力矩器高端接线柱023，所述无磁漆包线B焊接于摆片01下表面镀金区域、经外环片内侧壁的镀金区域与摆片01上表面镀金区域导通后，经金属丝引出连接所述力矩器低端接线柱022，所述无磁漆包线A’和无磁漆包线B’分别焊接于摆片01上、下表面的镀金区域；所述地线接线柱026直接焊接在下轭铁020上；传感器正端接线柱024通过金属丝连接摆片01上表面镀金区域，传感器负端接线柱025通过金属丝连接摆片01上表面的另一镀金区域，该镀金区域经外环片内侧壁的镀金区域与摆片01下表面的相应镀金区域连接；无磁漆包线A’和无磁漆包线B’分别焊接在摆片01上、下表面的镀金区域，通过在摆片01侧面镀金属膜导通，从而将上、下动圈组件串联在一起。

加速度计输出当量等于输出电流与输入加速度的比值，是一种放大比例因子，工程上称之为加速度计标度因数(单位为mA/g)。加速度计当量越大，代表着加速度计输出能力越强，敏感微小输入的能力越强。同时，加速度计当量越大，代表在相同加速度输入的情况下，加速度计的输出电流越大，而系统的功耗越大，发热越明显，对加速度计整体热影响越大。