[发明专利]一种石英加速度计振动整流误差的修正方法

说明书

本发明公开了一种石英加速度计振动整流误差的修正方法，属于精密仪器制造的技术领域。包括如下步骤：将石英加速度计通过整表振动工装固定于振动台表面；测量静态输出值V₀；启动振动台，测量平均输出值V₀′；计算振动整流误差△V₀；若△V₀的绝对值小于10ppm，无需修正；若△V₀的绝对值在10‑20ppm，则使用并电容法修正；反之，使用并电阻法修正；若修正完成后石英加速度计的振动整流误差△V_修0的绝对值小于10ppm，则终止修正；反之重复上述的步骤。本发明具有能够修正任意误差范围内的石英加速度计的振动整流误差并提高石英加速度计的精度的优点。

技术领域

本发明属于精密仪器制造的技术领域，涉及一种石英加速度计振动整流误差的修正方法。

背景技术

石英加速度计是一种机械单轴摆式、差动电容式、力矩再平衡式(力反馈式)加速度计，对加速度、速度、距离、摇摆、倾斜、振动等物理量敏感。石英加速度计主要由伺服电路、表头组成闭环反馈系统，根据牛顿力学定律，通过测量载体所受的惯性力来间接测量载体的加速度。它具有结构简单、体积小、寿命长、精度和灵敏度高、温度系数小、性能稳定等优点，广泛应用于飞机、导弹、火箭、船舶、车辆的惯性导航系统，和石油钻井(MWD、LWD)、建筑、堤坝的倾角测量以及地震监测等。当外界有加速度输入时，石英摆片受惯性力作用将离开平衡位置。此时石英由摆片上下表面与上下轭铁端面组成的差动电容值将发生改变，这一电信号通过接线柱输出至伺服回路。经过放大的电流信号输出至力矩线圈，利用通电导线在磁场中受到的磁力经推挽作用使石英摆片回复平衡位置。在石英摆片偏转角度很小的情况下，该电流近似与输入加速度呈线性关系。此时检测该电流就能得到输入加速度大小。

对于石英加速度计来说，石英摆片是该加速度计的关键部件，上、下轭铁与石英摆片之间间隙的大小直接影响石英加速度计的输出精度，在石英加速度计通电工作时，石英摆片没有处于上、下轭铁之间的中央位置，会在上轭铁与石英摆片之间、下轭铁与石英摆片之间形成振动气膜，由于有压膜效应，石英摆片会受到向上和向下推摆片的力，力的大小与轭铁和石英摆片之间的间隙大小成反比，也就是间隙越小力越大；当加速度计在振动时这两个力都同时作用在一个摆片上，一个是向上推，一个是向下压，这两个力的差值形成一个附加力的作用在摆片上，在附加力的作下，石英加速度计在振动中有多余的额外的输出，此时的加速度输出值较静止状态会出现增大或减小，会产生较大或较小的振动整流误差；目前，在生产制造过程中石英加速度计摆片在上下轭铁之间的间距很难保障，合格率很低且无法返修。

发明内容

为了在石英加速度计生产完成后，修正因石英加速度计内部石英摆片与上下轭铁间隙不等造成的振动整流误差，提高石英加速度计的精度，本发明提供了一种石英加速度计振动整流误差的修正方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种石英加速度计振动整流误差的修正方法，包括如下步骤：

S1：将若干石英加速度计通过螺钉固定于整表振动工装内，并使用螺栓将整表振动工装固定于振动台表面；

S2：将整表振动工装上的每个测试插头与石英加速度计的P1、P2、P3、P4和P5接线柱连接，每个测试插头与两个石英加速度计连接，并将整表振动工装的总插头与数据采集器连接，数据采集器通过USB接口将数据传输至工控机；

S3：向石英加速度计通电，用高精度加速度计分析仪测量振动台一个振动周期内石英加速度计的静态输出值V₀；

S4：启动振动台，按需求操作振动台定频或随机振动，并用高精度加速度计分析仪测量振动台一个振动周期内石英加速度计的平均输出值V₀′；