本文關(guān)鍵詞：三軸加速度計標定臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計與研究

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【摘要】：振動傳感器是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)中不可缺少的重要元器件之一。用于同時測量空間三向加速度的三軸加速度計在慣性導航、地震監(jiān)測和武器系統(tǒng)性能測試等領(lǐng)域應用越來越廣泛。對于三軸加速度計的標定，國內(nèi)外尚無統(tǒng)一的標準，大多采用單軸加速度計的標定方法依次對三軸加速度計的每個方向的靈敏度進行標定，這種方法耗時較長，難以得到反映各敏感軸之間耦合程度的交叉靈敏度。研究可對三軸加速度計三個軸同時激勵并進行標定的標定系統(tǒng)，對于三軸傳感器的研制、慣性導航和健康監(jiān)測等相關(guān)行業(yè)技術(shù)的進步都具有重要的理論和實際意義。 根據(jù)國內(nèi)外關(guān)于加速度計標定的相關(guān)標準和主流廠家生產(chǎn)的三軸加速度計的性能參數(shù)，確定三軸加速度計標定臺的設(shè)計目標。探討了三軸加速度計標定臺的實現(xiàn)方案；提出了基于氣體靜壓支撐的解耦結(jié)構(gòu)并確定了解耦結(jié)構(gòu)的氣墊類型。 建立三軸加速度計標定臺的實體模型，將其模型導入到Adams中；建立其虛擬樣機模型，進行剛體動力學分析，驗證了三軸加速度計標定臺實現(xiàn)方案的可行性。 為降低關(guān)鍵零件工作臺的質(zhì)量，減小標定過程中的激振力；分析工作臺的結(jié)構(gòu)靈敏度，確定各工作臺主要結(jié)構(gòu)尺寸對其質(zhì)量、最大應力和最大應變的影響程度，然后對工作臺進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。 關(guān)鍵零件工作臺在工作過程中始終承受三個方向的交變載荷。研究工作臺的結(jié)構(gòu)性能，分析其模態(tài)頻率和疲勞壽命，避免在使用過程中出現(xiàn)疲勞破壞和共振。 三軸加速度計標定臺的解耦精度由激勵解耦精度和裝卡精度兩部分組成，分別建立其激勵解耦精度和裝卡精度的角度尺寸鏈關(guān)系圖，寫出各角度尺寸鏈的函數(shù)方程式，由此得到各零部件形位公差與解耦精度之間的關(guān)系；根據(jù)相關(guān)標準確定解耦精度的要求，以此確定各零部件的形位公差；計算了按5級精度進行加工制造時所能達到的解耦精度。 通過三軸加速度計標定臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計與研究，探討了三軸加速度計標定臺的實現(xiàn)方案，剛體動力學仿真驗證表明了實現(xiàn)方案的可行性；通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計減輕了工作臺的質(zhì)量，使標定時所需激振力有所減��；得到了各零部件形位公差和三軸加速度計標定臺解耦精度之間的函數(shù)關(guān)系，，明確了5級加工制造精度時所能達到的解耦精度；確定了零件工作臺壽命期內(nèi)不會出現(xiàn)疲勞破壞和共振。上述設(shè)計與研究的結(jié)果為三軸加速度計標定臺的后續(xù)物理樣機的制作與調(diào)試、誤差的建模與補償?shù)於嘶A(chǔ)。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH824.4;TP212

【參考文獻】

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本文編號：1155376