【摘要】：加速度計(jì)是慣性導(dǎo)航領(lǐng)域的基本測量元件之一,通過測量物體所受的慣性力來間接測量物體的加速度。應(yīng)用于航天航空、軍事導(dǎo)彈等領(lǐng)域,其精度直接影響導(dǎo)航精度。本文針對某型號捷聯(lián)撓性擺式微小加速度計(jì)開展膠層誤差及溫度不均對其滯環(huán)的影響規(guī)律研究,獲得膠層各類型誤差對溫度滯環(huán)值的影響規(guī)律,并以此為依據(jù)針對加速度計(jì)膠層涂覆工藝進(jìn)行改進(jìn)。機(jī)載加速度計(jì)應(yīng)用于變溫環(huán)境,其裝配工藝主要采用環(huán)氧樹脂類膠粘劑將各零部件組合在一起,溫度變化導(dǎo)致其蠕變,出現(xiàn)溫度滯環(huán)現(xiàn)象。溫度滯環(huán)現(xiàn)象反映的是加速度計(jì)零位偏值在升溫降溫循環(huán)周期中,升溫與降溫過程同一溫度點(diǎn)表現(xiàn)不一致。微小加速度計(jì)的膠層涂覆工藝目前多采用手工裝配,導(dǎo)致膠層產(chǎn)生形狀和厚度等誤差,因此加速度計(jì)零偏穩(wěn)定性不高。本論文首先對微小加速度計(jì)的進(jìn)行了熱傳遞仿真,壁面溫度循環(huán)條件采用升降溫速率均0.6℃/min,高低溫(-45℃—80℃)保溫時(shí)長均2h,通過仿真計(jì)算獲得各膠層中心點(diǎn)處的溫度曲線,并采用膠層3的溫度變化曲線作為粘彈性仿真模型中溫度載荷。采用ABAQUS有限元仿真軟件對加速度計(jì)進(jìn)行了三維建模,將之前獲得的溫度曲線作為溫度載荷,分析計(jì)算了膠層厚度誤差、膠層溢出誤差、膠層傾斜誤差、膠層氣泡缺陷以及膠層剝落缺陷等對溫度滯環(huán)值的影響規(guī)律,結(jié)果表明,膠層溢出對滯環(huán)值的影響較大,溢出量為0.03mm時(shí),第一周期滯環(huán)值最大可達(dá)260μg。膠層厚度在設(shè)計(jì)許可范圍內(nèi),隨厚度增加呈減小趨勢。膠層傾斜量達(dá)到膠層厚度一半時(shí),第一周期滯環(huán)值最大滯環(huán)值達(dá)120μg。為了驗(yàn)證仿真分析結(jié)果,選取了16個(gè)成品微小加速度計(jì)進(jìn)行與仿真條件相同的溫度循環(huán)試驗(yàn),結(jié)果顯示12個(gè)加速度計(jì)溫度滯環(huán)值在100μg以內(nèi),屬于合格品;2個(gè)加速度計(jì)溫度滯環(huán)值在100μg—200μg之內(nèi),屬于次等品;2個(gè)加速度計(jì)溫度滯環(huán)值大于200μg,屬于不合格品。合格品加速度計(jì)與仿真結(jié)果溫度滯環(huán)值同一個(gè)量級。針對溫度滯環(huán)現(xiàn)象提出兩種補(bǔ)償方案,即線性補(bǔ)償法(出廠測試階段)與相互抵消補(bǔ)償法(生產(chǎn)階段)。線性補(bǔ)償方法是將升溫過程與降溫過程輸出曲線擬合為一元二次多項(xiàng)式,提取其常數(shù)項(xiàng)通過數(shù)據(jù)處理及整合分析,得到最佳線性補(bǔ)償值為54μg。相互抵消補(bǔ)償方法是使用兩種膠層誤差相互抵消其對滯環(huán)值的影響,從而獲得較低滯環(huán)值。膠層2厚度6μm與膠層3厚度6μm組合最為明顯,第一周期滯環(huán)值減小19%,第二周期滯環(huán)值減小20%。上述研究工作為加速度計(jì)的裝配工藝優(yōu)化及溫度滯環(huán)補(bǔ)償方法選擇提供了理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN96

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2762408