石英撓性加速度計工作原理

石英撓性加速計|石英擺式加速度計|石英加速度計技術(shù)資料下載

 加速度是一種用來反映物體在運(yùn)動過程中的速度變化狀態(tài)的物理量，其無法直接測量，當(dāng)前的加速度傳感器（加速度計）采用間接測量以及力的平衡等技術(shù)來獲取物體的加速度。加速度傳感器的工作原理基于牛頓**運(yùn)動定律:作用于物體上的力等于該物體的質(zhì)量乘以加速度。因此加速度傳感器的輸出反映的是傳感器中的敏感擺件在整個空間中所受的合力，主要包括慣性力和地心引力。當(dāng)物體在空間中運(yùn)動時，傳感器能夠?qū)崟r的獲得物體的加速度，對加速度計進(jìn)行一次積分可以獲得物體的瞬時速度，再對速度進(jìn)行積分可獲得物體的相對位置，利用這個三個參數(shù)，則可以描繪出物體的運(yùn)動軌跡，為物體的運(yùn)動方向修正提供技術(shù)手段。石英撓性加速度傳感器的主要有3個重要的部分:石英擺片組件、電容式傳感器以及伺服控制系統(tǒng)。根據(jù)牛頓**運(yùn)動定律，依據(jù)力平衡系統(tǒng)，推算出石英擺片所受的力，結(jié)合擺片的質(zhì)量得到運(yùn)動載體的加速度。

  石英撓性加速度計是根據(jù)慣性原理，通過石英撓性支承，加上先進(jìn)的電路構(gòu)成的精密儀表。石英撓性加速度計具有高輸出阻抗，用戶可以根據(jù)情況選擇所需要的采樣電阻而不致影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。

  石英撓性擺式加速度計及其發(fā)展現(xiàn)狀石英撓性擺式加速度計作為力反饋擺式加速度計的-種, 是在液浮擺式加速度計的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，兩者的區(qū)別主要在于石英撓性加速度計的檢測質(zhì)量不是浮動的，而是彈性地連接在撓性梁支撐上,引入了彈性力矩，因此這種加速度計精度更高、抗千擾能力強(qiáng)、測量范圍大、過載能力強(qiáng)。撓性材料的性能直接影響到加速度計的性能?？梢宰鳛閾闲詳[的材料主要有金屬和石英兩種，傳統(tǒng)的液浮擺式加速度計擺片采用金屬材料，而石英的熱膨脹系數(shù)則比鋼小的多，材料性能優(yōu)于金屬。且石英抗疲勞強(qiáng)度高，材料本身滯后小，很適合于作為加速度計的擺片。石英撓性加速度計一問世，就很快取代了液浮擺式加速度計，成為慣性導(dǎo)航和制導(dǎo)系統(tǒng)中不可缺少的關(guān)鍵器件。目前，石英撓性擺式加速度計已被廣泛應(yīng)用于各種線加速度、振動加速度的測量和速度、距離、角速度、角位移等參數(shù)測量。成功地用于衛(wèi)星微重力測量系統(tǒng)、高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、巖土地基鉆孔測量及石油鉆井、連續(xù)測斜系統(tǒng)、運(yùn)載火箭、彈道導(dǎo)彈、宇宙飛船等軍民領(lǐng)域。 

 

石英撓性加速度計在國內(nèi)外的研究與發(fā)展現(xiàn)狀

目前，石英撓性加速度計已經(jīng)形成了系列化產(chǎn)品，產(chǎn)品類型從高精度的ug級加速度計到石油鉆井用抗惡劣環(huán)境加速度計、耐高溫加速度計，工作溫度可達(dá)185℃。為各類系統(tǒng)的導(dǎo)航、制導(dǎo)、控制、調(diào)平、監(jiān)測等提供慣性加速度信號。現(xiàn)在，國外制造石英撓性加速度傳感器的廠商較多，當(dāng)中質(zhì)量*好的要數(shù)美國的Honeywell 公司生產(chǎn)的QA-T160和QA-T185高溫鉆井加速計。

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Honeywell公司的QA-T160和QA-T185高溫加速度計在苛刻的井下應(yīng)用中具有出色表現(xiàn)，是公認(rèn)的高溫鉆井加速度計行業(yè)***。QA-T系列是Honeywell加速度計中核心(MWD)傳感器。其采用改進(jìn)的Q-FLEX®技術(shù)，其設(shè)計和制造能夠承受苛刻的隨鉆測量（MWD）和電纜環(huán)境（高達(dá)200°C和高沖擊/振動），同時提供高精度，高穩(wěn)定性和高可靠性。Q-Flex高溫加速度計有QA-T160、QA-T185和Mini Q三種型號。QA-T160和QA-T185有不同的工作溫度范圍，可以靈活地選擇適當(dāng)?shù)募铀俣扔?，對于小直徑?yīng)用，我們提供Mini Q。

QA-T160|QAT-185高溫鉆井加速度計技術(shù)參數(shù)

型號	QAT160	QAT185
量程范圍	±20 g	±20 g
RSS偏差和比例因子 1年重復(fù)性	1 mg	1.5 mg
工作溫度	-40~+160oC	-40~+185oC
存活溫度	175oC，間隙	200oC，間隙

備注：從美國出口的加速計必須按照適用的出口管理條例（EAR）和/或國際武器貿(mào)易條例（ITAR）進(jìn)行。

愛爾蘭Innalabs公司石英撓性加速計
Al-Q系列可用于控制、測量和導(dǎo)航級加速度計。InnaLabs采用zui先進(jìn)的伺服技術(shù)，提供**性、重復(fù)性和穩(wěn)定性，使石英撓性加速計上乘無瑕適用于惡劣和高要求的環(huán)境和應(yīng)用。我們的Al-Q系列石英撓性加速度計提供所有細(xì)分市場的導(dǎo)航、控制和測量解決方案。我們的傳感器具有緊湊的設(shè)計和靈活的安裝選項提供形式，適合，不受武器禁運(yùn)公約限制ITAR替代目前市場上其他石英伺服加速度計。因為他們一貫可靠性在很長一段時間內(nèi)，我們的AI-Q系列石英加速計使導(dǎo)航，控制和測量應(yīng)用的理想選擇。

愛爾蘭Innalabs公司石英加速度計產(chǎn)品系列：控制級：AI-Q-550，AI-Q-1410;測量級：AI-Q-710；導(dǎo)航級：AI-Q-2010，AI-Q-2020，AI-Q-2030；工業(yè)級：AI-Q-560，AI-Q-810，AI-Q-2071，AI-Q-2110，AI-Q-2120和AI-Q-2030。

HONEYWELL霍尼韋爾HG1125和HG1126慣性測量單元IMU

霍尼韋爾的HG1125是基于慣性測量裝置 (IMU) 的微型機(jī)電系統(tǒng) (MEMS)的微慣性測量單元。HG1125憑借行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，HG1125可輕松集成到各種架構(gòu)中。 HG1125 具有極小的尺寸、重量輕和低功耗，非常適合這些應(yīng)用。HG1125包括MEMS陀螺儀、加速度計和磁力計。 

HG1125和HG1126慣性測量單元IMU技術(shù)特點(diǎn)：

• 重量：24克。
• 尺寸：<0.6 in3/ 31mm D x 11.7mm H。
• 功耗：0.5W。
• 陀螺儀量程：*高可配+/- 4000 deg/s 三軸。
• 陀螺儀穩(wěn)定性可達(dá)：7deg/hr。
•  加速度量程：±96g 三軸，可抗40kG。
• 通訊接口：LVDS異步標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。
• 電壓：+3.3VDC +7%/- 3%。