慣導(dǎo)系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境往往十分惡劣,主要表現(xiàn)為高強(qiáng)度振動(dòng)、快速溫變等。該環(huán)境對(duì)加速度計(jì)的綜合測(cè)試性能帶來(lái)較大影響。針對(duì)改善振動(dòng)性能的問(wèn)題,對(duì)諧振梁加速度計(jì)力學(xué)模型和壓膜阻尼模型進(jìn)行仿真分析。仿真及試驗(yàn)結(jié)果表明減小阻尼間隙可增大壓膜阻尼,且壓膜阻尼是影響振動(dòng)性能的主要因素。保持敏感質(zhì)量與上下阻尼板之間阻尼間隙的一致或減小阻尼間隙可提高振動(dòng)性能,對(duì)改善諧振梁加速度計(jì)的環(huán)境適應(yīng)性起到了重要作用。 

【文章來(lái)源】：傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2019,32(09)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

振動(dòng)整流誤差－振動(dòng)頻率曲線(6只)

第9期胥梓夏:關(guān)于改善諧振梁加速度計(jì)振動(dòng)特性的方法研究一方位，同一方位相對(duì)安裝誤差較小，單獨(dú)畫(huà)出兩組加速度計(jì)振動(dòng)整流誤差ΔV(f)－振動(dòng)頻率f的變化曲線如圖15、圖16所示，可得出定性分析結(jié)果:諧振梁加速度計(jì)阻尼間隙越小，振動(dòng)整流誤差明顯降低，與系統(tǒng)仿真結(jié)果一致。圖15振動(dòng)整流誤差－振動(dòng)頻率曲線圖16振動(dòng)整流誤差－振動(dòng)頻率曲線綜上結(jié)果定性的驗(yàn)證了系統(tǒng)仿真的準(zhǔn)確性。為了更進(jìn)一步驗(yàn)證，可計(jì)算諧振頻率時(shí)輸出較于低頻時(shí)輸出的放大倍數(shù)，若與仿真值相相近則能定量驗(yàn)證準(zhǔn)確性。結(jié)合式(13)得出輸入信號(hào)為100Hz同系統(tǒng)諧振頻率下輸出的放大倍數(shù):A(fwr)A(f100)=ΔV(fwr)ΔV(f100)槡(14)其中A(f100)和A(fwr)分別是100Hz和諧振頻率下的輸出響應(yīng)幅值，最終定量分析結(jié)果如表1所示。表1振動(dòng)整流誤差－放大倍數(shù)結(jié)果表號(hào)ΔV(f100)ΔV(fwr)A(fwr)/A(100)S01(較大)－0．00025－0．04266170．65S02(較大)－0．00024－0．03922163．45S03(較小)0．000140．001188．45S04(較小)－0．00014－0．000825．89S05(較小)－0．00013－0．000876．73S06(較大)0．000240．03801158．393結(jié)論由仿真及試驗(yàn)結(jié)果可知，阻尼間隙為較大時(shí)，輸入同幅值的正弦信號(hào)加速度計(jì)在諧振頻率下的輸出響應(yīng)為100Hz頻率下輸出響應(yīng)的165．92倍。阻尼間隙為較小時(shí)，系統(tǒng)諧振頻率下的輸出響應(yīng)為100Hz頻率下輸出響應(yīng)的4．81倍。因此在保證其他關(guān)鍵設(shè)計(jì)的前提下，可通過(guò)調(diào)整間隙值來(lái)降低振動(dòng)整流誤差，改善諧振梁加速度計(jì)的振動(dòng)性能。該途徑易于工程化，可快速有效地應(yīng)用到工程實(shí)踐中。參考文獻(xiàn):［1］GuanW，MengXF，DongXM．TestingVibrationＲectificationEr-rorwithVibrafuge［J］．MāPAN-JMetrolSoc

第9期胥梓夏:關(guān)于改善諧振梁加速度計(jì)振動(dòng)特性的方法研究一方位，同一方位相對(duì)安裝誤差較小，單獨(dú)畫(huà)出兩組加速度計(jì)振動(dòng)整流誤差ΔV(f)－振動(dòng)頻率f的變化曲線如圖15、圖16所示，可得出定性分析結(jié)果:諧振梁加速度計(jì)阻尼間隙越小，振動(dòng)整流誤差明顯降低，與系統(tǒng)仿真結(jié)果一致。圖15振動(dòng)整流誤差－振動(dòng)頻率曲線圖16振動(dòng)整流誤差－振動(dòng)頻率曲線綜上結(jié)果定性的驗(yàn)證了系統(tǒng)仿真的準(zhǔn)確性。為了更進(jìn)一步驗(yàn)證，可計(jì)算諧振頻率時(shí)輸出較于低頻時(shí)輸出的放大倍數(shù)，若與仿真值相相近則能定量驗(yàn)證準(zhǔn)確性。結(jié)合式(13)得出輸入信號(hào)為100Hz同系統(tǒng)諧振頻率下輸出的放大倍數(shù):A(fwr)A(f100)=ΔV(fwr)ΔV(f100)槡(14)其中A(f100)和A(fwr)分別是100Hz和諧振頻率下的輸出響應(yīng)幅值，最終定量分析結(jié)果如表1所示。表1振動(dòng)整流誤差－放大倍數(shù)結(jié)果表號(hào)ΔV(f100)ΔV(fwr)A(fwr)/A(100)S01(較大)－0．00025－0．04266170．65S02(較大)－0．00024－0．03922163．45S03(較小)0．000140．001188．45S04(較小)－0．00014－0．000825．89S05(較小)－0．00013－0．000876．73S06(較大)0．000240．03801158．393結(jié)論由仿真及試驗(yàn)結(jié)果可知，阻尼間隙為較大時(shí)，輸入同幅值的正弦信號(hào)加速度計(jì)在諧振頻率下的輸出響應(yīng)為100Hz頻率下輸出響應(yīng)的165．92倍。阻尼間隙為較小時(shí)，系統(tǒng)諧振頻率下的輸出響應(yīng)為100Hz頻率下輸出響應(yīng)的4．81倍。因此在保證其他關(guān)鍵設(shè)計(jì)的前提下，可通過(guò)調(diào)整間隙值來(lái)降低振動(dòng)整流誤差，改善諧振梁加速度計(jì)的振動(dòng)性能。該途徑易于工程化，可快速有效地應(yīng)用到工程實(shí)踐中。參考文獻(xiàn):［1］GuanW，MengXF，DongXM．TestingVibrationＲectificationEr-rorwithVibrafuge［J］．MāPAN-JMetrolSoc

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]石英振梁加速度計(jì)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)[J]. 裴榮,王曉鳴,高旭東,于紀(jì)言.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(05)
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