三軸加速度計(jì)標(biāo)定臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、振動(dòng)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(shí)測(cè)量空間三向加速度的三軸加速度計(jì)在慣性導(dǎo)航、地震監(jiān)測(cè)和武器系統(tǒng)性能測(cè)試等領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛。對(duì)于三軸加速度計(jì)的標(biāo)定，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，大多采用單軸加速度計(jì)的標(biāo)定方法依次對(duì)三軸加速度計(jì)的每個(gè)方向的靈敏度進(jìn)行標(biāo)定，這種方法耗時(shí)較長(zhǎng)，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(duì)三軸加速度計(jì)三個(gè)軸同時(shí)激勵(lì)并進(jìn)行標(biāo)定的標(biāo)定系統(tǒng)，對(duì)于三軸傳感器的研制、慣性導(dǎo)航和健康監(jiān)測(cè)等相關(guān)

2、行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步都具有重要的理論和實(shí)際意義。
　　本研究根據(jù)國(guó)內(nèi)外關(guān)于加速度計(jì)標(biāo)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和主流廠家生產(chǎn)的三軸加速度計(jì)的性能參數(shù)，確定三軸加速度計(jì)標(biāo)定臺(tái)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。探討了三軸加速度計(jì)標(biāo)定臺(tái)的實(shí)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(jì)標(biāo)定臺(tái)的實(shí)體模型，將其模型導(dǎo)入到Adams中;建立其虛擬樣機(jī)模型，進(jìn)行剛體動(dòng)力學(xué)分析，驗(yàn)證了三軸加速度計(jì)標(biāo)定臺(tái)實(shí)現(xiàn)方案的可行性。為降低關(guān)鍵零件工作臺(tái)的質(zhì)量，減

3、小標(biāo)定過(guò)程中的激振力;分析工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)靈敏度，確定各工作臺(tái)主要結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)其質(zhì)量、最大應(yīng)力和最大應(yīng)變的影響程度，然后對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。關(guān)鍵零件工作臺(tái)在工作過(guò)程中始終承受三個(gè)方向的交變載荷。研究工作臺(tái)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(guò)程中出現(xiàn)疲勞破壞和共振。三軸加速度計(jì)標(biāo)定臺(tái)的解耦精度由激勵(lì)解耦精度和裝卡精度兩部分組成，分別建立其激勵(lì)解耦精度和裝卡精度的角度尺寸鏈關(guān)系圖，寫(xiě)出各角度尺寸鏈的函數(shù)方程式，由此得到各零部件

4、形位公差與解耦精度之間的關(guān)系;根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定解耦精度的要求，以此確定各零部件的形位公差;計(jì)算了按5級(jí)精度進(jìn)行加工制造時(shí)所能達(dá)到的解耦精度。通過(guò)三軸加速度計(jì)標(biāo)定臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究，探討了三軸加速度計(jì)標(biāo)定臺(tái)的實(shí)現(xiàn)方案，剛體動(dòng)力學(xué)仿真驗(yàn)證表明了實(shí)現(xiàn)方案的可行性;通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)減輕了工作臺(tái)的質(zhì)量，使標(biāo)定時(shí)所需激振力有所減小;得到了各零部件形位公差和三軸加速度計(jì)標(biāo)定臺(tái)解耦精度之間的函數(shù)關(guān)系，明確了5級(jí)加工制造精度時(shí)所能達(dá)到的解耦精度;確定了零