[发明专利]一种基于胶膜粘接的石英挠性加速度计摆部件新型装配方法

说明书

本发明涉及一种基于胶膜粘接的石英挠性加速度计摆部件装配方法，步骤为：1、预制粘接用的胶膜：制作的胶膜厚度均匀一致、胶膜的形状匹配于摆部件与两侧力矩线圈的设定的粘接面形状；制作的胶膜在常温环境下粘度低，而在中高温情况下，粘度提高，固化且形状稳定；2、将两块胶膜分别同心覆在左右两力矩器线圈骨架的内侧，然后将左右两力矩器线圈骨架分别与石英摆片的两侧同心接触，通过带压力传感器的摆部件粘接工装将石英摆片、两个力矩器线圈骨架，施加一定压力合在一起；3、将步骤2压合在一起的工装及工件整体放置到温箱，通过加温将胶膜固化，使石英摆片与两侧力矩器线圈骨架粘接在一起；4、将工装及工件从温箱中取出，释放压合了后，将粘接在一起的工件从工装上取下。本发明提高了摆部件两侧粘接对称性。

技术领域

本发明属于传感器装配技术领域，涉及石英挠性加速度计的核心部件——摆部件的粘接技术，具体涉及一种基于胶膜粘接的石英挠性加速度计摆部件新型装配方法。

背景技术

石英挠性加速度计是一种差动电容式高精度传感器，最早由美国森的斯坦公司于二十世纪七十年代研制成功，是目前国内惯性导航测量及制导系统普遍使用的结构最简单的高精度加速度计。

石英挠性加速度计由上导磁环部件、摆部件、下导磁环部件、连接环、隔离环、壳体等构成。其工作原理为：当没有加速度输入时，由摆片摆舌和力矩器线圈及骨架构成的检测质量处于中间的平衡位置。当有加速度输入时，检测质量由于惯性力偏离平衡位置，即差动电容的动极板位置发生变化，差动电容发生变化，差动电容检测电路将其转变为电信号输出。该电信号通过伺服放大器转换为相应的电流信号，输入到力矩器线圈，力矩器线圈在气隙磁场中受到电磁力，使检测质量重新回到平衡位置。力矩器线圈中电流的大小与输入加速度的大小相关，通过检测力矩器线圈中的电流大小，即可以得到输入加速度的大小。

石英挠性加速度计最为核心的敏感部件为摆部件，一般来讲由摆片两侧通过胶粘剂粘接力矩器线圈及骨架构成。其中，摆片材料为石英玻璃，线膨胀系数为5.4×10^-7/℃；力矩器线圈骨架材料为硬铝或陶瓷材料，硬铝的线膨胀系数为23.2×10^-6/℃，氧化铝陶瓷的线膨胀系数大约为7×10^-6/℃。摆片和力矩器线圈骨架的热膨胀系数不匹配，当温度变化时，二者产生的热变形差作用在粘接胶层上，进而摆片受到由力矩器线圈骨架传递来的拉应力或压应力。当摆部件两侧线圈粘接不对称时，摆片两侧受到的应力作用不同，将改变加速度计摆部件的机械零位，导致弹性恢复角的变化，从而影响加速度计偏值的稳定性。当胶层受到拉应力或压应力，随着时间推移，胶层会发生蠕变，从而导致线圈相对于摆片的位置发生变化，即加速度计的摆性发生变化，从而影响加速度计标度因数的稳定性。

因此，一般石英挠性加速度计对摆部件粘接工艺提出了极高的要求：要求两侧粘接从粘接厚度、面积、位置、粘接剂用量、粘接质量及强度都严格的对称。但限于手工涂微量胶粘剂很难保证用量一致性和涂抹的均匀性；一般胶粘剂粘接浸润性的要求，都具有流动性，特别是加温后胶粘剂流动更剧烈；以及固化过程中施加压力将造成部分孔洞以及两边厚度不一致等，都造成很难保证极高的粘接对称要求，往往会影响加速度计长期稳定性以及偏值温度系数偏大等。

发明内容

本发明的目的是在于克服现有技术的不足之处，提供一种可提高摆部件两侧粘接对称性，进而可提高石英挠性加速度计长期稳定性及温度相关性能的基于胶膜粘接的石英挠性加速度计摆部件新型装配方法。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现:

一种基于胶膜粘接的石英挠性加速度计摆部件装配方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、预制粘接用的胶膜：制作的胶膜厚度均匀一致、胶膜的形状匹配于摆部件与两侧力矩线圈的设定的粘接面形状；制作的胶膜在常温环境下粘度低，而在中高温情况下，粘度提高，固化且形状稳定；