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VBA()关键技术研究

姜华  
【摘要】: 几十年来,惯性制导元件的方向是要获得越来越高的性能。这就要求加速度计具 有低成本和极高的可靠性。振梁加速度计的技术特点证明它在惯导领域大有前途。 石英振梁加速度计VBA(vibration Beam Accelerometer)是采用力敏感石英梁作为敏 感器件,直接能够数字输出的一种新型加速度计。由于其本身所具有的低成本、低复 杂度、功耗小及与数字导航系统兼容等特点,故有着传统的模拟量输出的加速度计所 不可比拟的优点,因此必将取代传统的模拟量输出的加速度计。 本文从设计一个简单、实用的双梁结构的VBA角度出发,先概括地介绍了VBA 的原理、发展背景及目前国内外发展状况,阐述在我国开展VBA技术研制的必要性和 紧迫性。紧接着对其结构和工作原理进行探讨,说明开展此项技术研究是可行的,并 重点设计了力敏感石英梁晶控振荡电路和频率测量电路。另外,本文还分别设计了三 种温度补偿电路以降低VBA表头对温度的敏感,以进一步提高了精度,并通过计算机 进行仿真分析、以验证方案的可行性。还提出了几种算法来对输入加速度和输出频率 之间的量值关系进行描述。 目前,课题研究已经成功地装配出国产VBA实验室样机。单梁结构样机的各项 性能指标已与国外先进水平相差无几;双梁结构样机也已实现基本功能,但一些性能 指标还有待进一步加强。


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