發(fā)布時間：2017-10-25 11:10

  本文關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)式重力梯度測量系統(tǒng)熱分析

  更多相關(guān)文章： 重力梯度測量 熱分析 石英撓性加速度計 有限元模型 溫度試驗

【摘要】：旋轉(zhuǎn)式重力梯度儀測量重力位的二階導(dǎo)數(shù),對重力場的短波分量更加敏感,在重力測量、重力輔助導(dǎo)航、資源勘探、國土資源調(diào)查等方面有重要作用。加速度計的安裝誤差、加速度計的精度、環(huán)境溫度、穩(wěn)定平臺性能都是制約重力梯度測量系統(tǒng)精度的因素。本文通過對旋轉(zhuǎn)式重力梯度測量系統(tǒng)進行熱分析,研究溫度對系統(tǒng)的影響。首先,建立重力梯度測量系統(tǒng)的三維模型,并根據(jù)模型進行整體熱分析,分析結(jié)果表明重力梯度測量單元受溫度影響最大,因而選取重力梯度測量單元進行熱分析。加速度計是重力梯度測量單元的核心元件,其精度決定了梯度測量單元的精度。加速度計的零位、標(biāo)度系數(shù)受溫度影響較大,從理論上推導(dǎo)出加速度計的溫度系數(shù)對重力梯度測量系統(tǒng)的影響式,并獲得加速度計溫度系數(shù)與轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定性交叉耦合項對系統(tǒng)的影響式。其次,設(shè)計重力梯度測量單元的保溫罩,對單元進行三級溫度控制熱仿真分析,三級溫控措施可以使加速度計擺片的溫度梯度控制在0.001℃左右。并對單元進行熱應(yīng)力分析,結(jié)果表明熱變形對加速度計安裝誤差的影響可以忽略不計。最后,設(shè)計了撓性加速度計測溫試驗,并根據(jù)試驗結(jié)構(gòu),優(yōu)化了溫度模型。根據(jù)試驗結(jié)果與仿真結(jié)果的比較分析,測溫點處溫度差為0.1℃左右,通過對仿真結(jié)果進行修正,溫度差降為-0.014℃,提高了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時對微弱信號檢測電路進行了溫度試驗,得到電路的溫度特性曲線,為電路溫度補償提供了理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：重力梯度測量 熱分析 石英撓性加速度計 有限元模型 溫度試驗
【學(xué)位授予單位】：中國航天科技集團公司第一研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH82
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 1 緒論6-16
• 1.1 課題研究的背景和意義6-7
• 1.1.1 課題來源6
• 1.1.2 課題研究的目的6
• 1.1.3 課題研究的意義6-7
• 1.2 重力梯度儀國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢7-12
• 1.2.1 國外重力梯度儀研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢7-10
• 1.2.2 國內(nèi)重力梯度儀研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢10-12
• 1.3 國內(nèi)外熱分析研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 慣性平臺熱分析現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 重力測量系統(tǒng)熱分析現(xiàn)狀13
• 1.3.3 石英撓性加速度計熱分析現(xiàn)狀13-14
• 1.3.4 熱分析方法的現(xiàn)狀14
• 1.4 本文的主要內(nèi)容及章節(jié)安排14-16
• 2 旋轉(zhuǎn)式重力梯度儀工作原理及熱分析基礎(chǔ)16-27
• 2.1 旋轉(zhuǎn)式重力梯度儀工作原理16-22
• 2.1.1 旋轉(zhuǎn)式重力梯度儀測量原理16-18
• 2.1.2 慣性穩(wěn)定平臺工作原理18-20
• 2.1.3 石英撓性加速度計工作原理20-22
• 2.2 傳熱學(xué)基礎(chǔ)理論22-25
• 2.2.1 熱傳導(dǎo)22-23
• 2.2.2 熱對流23
• 2.2.3 熱輻射23-24
• 2.2.4 熱分析模型24-25
• 2.3 有限元方法理論25-26
• 2.3.1 有限元方法基礎(chǔ)理論25
• 2.3.2 有限元軟件介紹25
• 2.3.3 其它數(shù)值方法介紹25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 3 旋轉(zhuǎn)式重力梯度測量系統(tǒng)模型的建立27-42
• 3.1 旋轉(zhuǎn)式重力梯度儀三維模型的建立27-33
• 3.1.1 慣性穩(wěn)定平臺三維模型設(shè)計27-28
• 3.1.2 慣性穩(wěn)定平臺框架模態(tài)分析28-30
• 3.1.3 慣性穩(wěn)定平臺框架靜力學(xué)分析30-33
• 3.1.4 重力梯度測量系統(tǒng)整體熱分析33
• 3.2 溫度對石英撓性加速度計的影響分析33-37
• 3.2.1 石英撓性加速度計的零位受溫度的影響33-34
• 3.2.2 石英撓性加速度計的標(biāo)度系數(shù)受溫度的影響34-35
• 3.2.3 差動電容傳感器受溫度的影響35-37
• 3.3 溫度對重力梯度測量系統(tǒng)的影響分析37-40
• 3.3.1 加速度計溫度系數(shù)對重力梯度測量系統(tǒng)的影響37-38
• 3.3.2 加速度計溫度系數(shù)與轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定耦合項對重力梯度測量系統(tǒng)的影響38-40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 4 重力梯度測量單元的熱分析與熱設(shè)計42-77
• 4.1 保溫罩的熱設(shè)計42-51
• 4.1.1 保溫罩理論模型的建立42-43
• 4.1.2 保溫罩熱分析模型的建立43-47
• 4.1.3 保溫罩的熱仿真分析47-51
• 4.2 加速度計安裝外殼的熱分析51-58
• 4.2.1 安裝外殼的理論分析52-53
• 4.2.2 安裝外殼的穩(wěn)態(tài)熱分析53-56
• 4.2.3 安裝外殼的瞬態(tài)熱分析56-58
• 4.3 加速度計的熱分析58-69
• 4.3.1 加速度計的穩(wěn)態(tài)熱分析60-63
• 4.3.2 方案二瞬態(tài)熱分析63-66
• 4.3.3 方案二熱應(yīng)力分析66-69
• 4.4 溫控方案的優(yōu)化設(shè)計69-76
• 4.4.1 方案三—優(yōu)化結(jié)構(gòu)二級溫控69-72
• 4.4.2 方案四—優(yōu)化結(jié)構(gòu)三級溫控72-75
• 4.4.3 四種方案對比分析75-76
• 4.5 本章小結(jié)76-77
• 5 溫度試驗及數(shù)據(jù)處理77-100
• 5.1 石英撓性加速度計熱仿真與溫度試驗77-92
• 5.1.1 對流傳熱系數(shù)理論計算77-79
• 5.1.2 室溫試驗79-80
• 5.1.3 熱仿真分析80-84
• 5.1.4 溫度試驗84-88
• 5.1.5 試驗數(shù)據(jù)處理88-92
• 5.1.6 試驗總結(jié)92
• 5.2 微弱信號檢測電路的溫度特性試驗92-99
• 5.2.1 試驗流程92-93
• 5.2.2 零位與標(biāo)度系數(shù)試驗93-94
• 5.2.3 溫度試驗結(jié)果94-96
• 5.2.4 溫度試驗數(shù)據(jù)處理96-98
• 5.2.5 試驗總結(jié)98-99
• 5.3 本章小結(jié)99-100
• 結(jié)論100-102
• 參考文獻102-104
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況104-105
• 致謝105-108

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郭緯川;馬杰;楚賢;李東明;;重力儀散熱裝置的熱仿真分析[J];導(dǎo)航定位與授時;2015年02期

2 周亞東;雷宏杰;董萼良;吳邵慶;韓曉林;費慶國;;慣性導(dǎo)航平臺橡膠減振器斜角布置方法[J];振動.測試與診斷;2014年03期

3 袁園;黃大年;余青露;耿美霞;;全張量重力梯度數(shù)據(jù)誤差分析及補償[J];吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版);2014年03期

4 閆光亞;張學(xué)梅;翟慶輝;胡光龍;;慣性平臺全數(shù)字溫控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J];導(dǎo)航與控制;2014年02期

5 李紀(jì)蓮;張s，

本文編號：1093438