收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

惯性传感器扭摆测试中地面振动和放电金丝的影响研究

刘力  
【摘要】:高精度的惯性传感器在空间科学与技术中有着广泛的应用。如在可高效率地获得全球重力场信息的卫星重力测量计划中,其静电重力梯度仪就是惯性传感器中的重要代表,组成该梯度仪的加速度计的分辨率需达到2×10-12m/s2/Hz1/2。另外,由于在太空中物体可以长时间的保持自由落体状态,因此在空间利用高精度的惯性传感器进行引力实验能够有效地延长实验时间从而达到更高的精度,在对引力波进行探测的LISA计划中,对其惯性传感器的噪声水平更是高到了3×10-15m/s2/Hz1/2。本课题组在静电加速度计的研制及地面测试领域开展过大量的工作,我们已经成功研制了分辨率达10-10m/s2/Hz1/2量级的静电加速度计,并采用基于二级扭摆的悬丝悬挂方案对其进行了二自由度性能联合测试。本文在这个基础上,进行了一系列的改进使得静电加速度计的分辨率能够满足卫星重力梯度测量的需求,相应地改进了地面测试方案并对其中地面振动和放电细丝的影响进行了理论分析与实验验1证。文中首先叙述了静电加速度计的上作原理,分析了静电加速度计研究的关键技术,并以重力梯度测量计划中所用加速度计为例给出了各因素的影响。总结了加速度计的三类地面测试方法,着重介绍本课题组提出的基于悬丝悬挂的测试方案,然后针对卫星重力梯度测量中的加速度计测试设计了一套基于二级扭摆的悬丝悬挂测试方案并对方案中影响加速度计测试水平的一些因素进行了讨论。在地面对诸如静电加速度计之类的惯性传感器进行研究时不可避免地受到地面振动的影响。对于基于二级扭摆的悬丝悬挂加速度计测试方案,地面振动并不是直接耦合到加速度计的输入端,而是会受到一个传递函数的影响,本文第二部分对该传递函数进行了详细的理论分析,给出的结论认为在该方案中地面加速度会经过四个多数量级的衰减后再耦合到输入端,随后采用实验方法对该结论进行了检验。这一部分工作表明采用二级扭摆研究惯性传感器能够有效地抑制地面振动的影响。在很多静电惯性传感器中,如静电加速度计中,其检验质量上的电荷一般是通过连接一根极细的导电丝进行控制的,这根放电金属细丝不可避免地会引入机械热噪声,因此确定其刚度及损耗角有助于选择合适的导电丝及连接方案以提高加速度计的分辨率,本文第三部分主要是设计了一个能够方便地测量这类细丝刚度及损耗的高品质因数扭摆,然后利用该装置对我们常用的10μm直径的导电金丝的刚度及损耗角进行了测量,并对这类导电丝的刚度及损耗角与材料及形状的关系进行了一些初步的研究。这为我们估计导电细丝效应及选择导电细丝提供了依据。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王书伟;张鸣;覃天;;导弹姿态控制系统中的惯性传感技术研究[J];信息技术;2010年07期
2 安鹏;苑伟政;张承亮;;基于微机械加速度计的振速水听器的设计与分析[J];传感技术学报;2006年05期
3 许江宁;朱涛;卞鸿巍;;惯性传感技术发展与展望[J];海军工程大学学报;2007年03期
4 杨晓东;施闻明;徐彬;;基于加速度计的水下校正惯导系统[J];中国造船;2008年01期
5 张福学;;气体摆式加速度计与射流角速度陀螺[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2009年02期
6 杜炜强;;M6加速度计的自诊断系统[J];火箭推进;2002年06期
7 徐涛,罗武胜,吕海宝,董文娟;微硅加速度计在定向钻进角度测量中的应用[J];国防科技大学学报;2004年02期
8 熊嚥,陈明,郭琳,赵博辉;声表面波加速度计中压膜阻尼技术的研究[J];传感器技术;2004年10期
9 李慧敏,袁丽冬;用MAX1457实现对硅压阻式加速度计的温度补偿[J];计量与测试技术;2005年04期
10 周晓尧;曲从善;刘奕辰;;基于PC104总线的加速度计测试系统设计与实现[J];弹箭与制导学报;2006年S3期
11 邢馨婷;姜程;熊磊;张朋好;;一种摆式大量程加速度计的设计[J];计测技术;2007年06期
12 解磊;苏伟;陈泉根;;微电容加速度计系统的设计[J];传感器与微系统;2007年11期
13 周红进;许江宁;覃方君;;一种新的基于加速度计的无陀螺捷联惯性导航系统设计与实现[J];仪器仪表学报;2008年07期
14 岳春峰;于化东;段凤阳;许金凯;李小龙;;单轴加速度计信息采集系统设计[J];光机电信息;2010年09期
15 D.J米莱斯,丁其伯;力反馈式加速度计用的一种多用途测试装置[J];电光与控制;1977年02期
16 朱展文;;液浮摆式加速度计零位漂移数学模型的研究[J];华南理工大学学报(自然科学版);1991年04期
17 孟立凡;徐小华;;一种新型应变式加速度计的研制[J];中北大学学报;1993年01期
18 ;新型模态试验用振动加速度计[J];振动与冲击;1995年03期
19 罗也凡,毕志献;脉冲型风洞用加速度计测力天平[J];流体力学实验与测量;1996年01期
20 李志全,强锡富,史锦珊,张淑清;双路 Fabry-Perot 干涉式加速度计的研究[J];仪器仪表学报;1997年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈光明;符养;徐寄遥;陈凤贵;;基于CHAMP卫星加速度计观测的高层大气密度研究[A];国家安全地球物理丛书(六)——空间地球物理环境与国家安全[C];2010年
2 何胜;王巍;邢朝洋;;石英振梁式加速度计研究[A];2003年惯性仪表与元件学术交流会论文集[C];2003年
3 钱朋安;;加速度计自动校准技术研究的现状分析[A];第十七届全国测控计量仪器仪表学术年会(MCMI'2007)论文集(下册)[C];2007年
4 朱红生;何胜;赵采凡;;硅微加速度计在动态测斜中的应用[A];2001年飞行器惯性器件学术交流会论文集[C];2001年
5 齐建宇;李华滨;;一种利用加速度计输出标定惯性平台陀螺漂移的方法[A];2003年惯性仪表与元件学术交流会论文集[C];2003年
6 武强;宁德尧;;基于FFT的压电加速度计背靠背替代法校准技术[A];中国工程物理研究院科技年报(2002)[C];2002年
7 马铁华;朱红;;基于水银的电容式加速度计研究[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
8 薛大同;张剑威;王佐磊;刘保湘;;静电悬浮加速度计真空装置的研制[A];中国真空学会2006年学术会议论文摘要集[C];2006年
9 王宏伟;江世宇;腾功清;齐臣杰;;一种小型电容敏感式加速度计的研制[A];第十届全国敏感元件与传感器学术会议论文集[C];2007年
10 余瑶;钟宜生;;多工作点加速度计组合件高精度鲁棒温度控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘力;惯性传感器扭摆测试中地面振动和放电金丝的影响研究[D];华中科技大学;2012年
2 杨杰;无陀螺捷联惯导系统加速度计构型研究与误差分析[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 刘志平;无陀螺捷联惯导系统若干关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 肖光宗;基于Y型腔正交偏振双频激光器的激光加速度计初步研究[D];国防科学技术大学;2011年
5 蒋玉齐;高量程MEMS加速度计封装研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
6 罗小兵;微惯性流体器件中的流动和传热及其工程应用[D];清华大学;2002年
7 吴波;硅微光机械加速度地震检波器理论与实验研究[D];天津大学;2005年
8 张燕君;光电集成加速度地震检波器的理论与实验研究[D];天津大学;2006年
9 李博;基于共振隧穿结构介观压阻效应的纳机电加速度计研究[D];中北大学;2008年
10 迟晓珠;六自由度运动多参数综合测试技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姜华;VBA()关键技术研究[D];西安电子科技大学;2001年
2 周益明;二维同振柱形矢量水听器的研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
3 刘佳钰;加速度计横向输出特性研究及其对惯性组合的影响[D];中北大学;2008年
4 朱大非;基于折叠壳式加速度计柱形矢量水听器研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 陈宇晓;电容式微机械静电伺服加速度计系统分析[D];电子科技大学;2003年
6 赵正杰;无陀螺飞行体姿态测试与仿真[D];中北大学;2006年
7 黄平;加速度计数据采集与数据库管理系统开发技术[D];四川大学;2005年
8 李永杰;新型栅结构双向MEMS惯性传感器研究[D];杭州电子科技大学;2010年
9 郑晓东;基于DSP的加速度计温度模型辨识与补偿方法研究[D];西安电子科技大学;2007年
10 王强;高精度加速度计空间引力标定方案研究[D];华中科技大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 包秋红;加速度计测试的加速者[N];中国航空报;2004年
2 时萱;感官敏锐 听看八方[N];中国航天报;2005年
3 北京弗欧弗奥信息咨询有限公司 谭薇;MEMS传感器大规模应用指日可待[N];中国电子报;2006年
4 李洵颖 DigiTimes;Wii旋风催动MEMS应用[N];电子资讯时报;2007年
5 记者  罗翠钦;三轴加速度计有望成消费应用标配[N];中国电子报;2005年
6 记者 安勇龙;MEMS:封装是难点 期待标准工艺[N];中国电子报;2007年
7 万永波;消费性电子开启传感器应用新契机[N];电子资讯时报;2008年
8 李洵颖;Wii、iPhone刮旋风 微机电应用窜红[N];电子资讯时报;2007年
9 段华明;防灾智慧的三重境界[N];南方日报;2007年
10 ;求实篇·乘风破浪创佳绩[N];中国航空报;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978