高精度加速度計的結(jié)構(gòu)設(shè)計.pdf

1、加速度計是測量載體慣性加速度的儀器，也是旋轉(zhuǎn)加速度計重力梯度儀（GGI）的主要部件。目前，國產(chǎn)加速度計的測量精度都在2×105g左右，遠遠不能滿足GGI的需要。并且，通常情況下所使用的加速度計標度因子都是固定的或者只能靜態(tài)調(diào)整，而GGI要求加速度計的標度因子動態(tài)可調(diào)。所以設(shè)計一個高精度、標度因子可調(diào)的加速度計對于重力梯度儀系統(tǒng)的研制具有重要意義。 本文詳細論述了一種用于旋轉(zhuǎn)加速度計重力梯度儀的石英撓性擺式加速度計的結(jié)構(gòu)設(shè)計和仿真

2、分析。在分析石英撓性擺式加速度計工作原理的基礎(chǔ)上，針對撓性擺式加速度計結(jié)構(gòu)，利用計算機進行了一系列的仿真，給出了其性能特點。本文根據(jù)有限元分析原理和ANSYS軟件，對加速度計進行了力學(xué)分析和磁場分析，主要工作如下： 建立了加速度計整體式石英擺片的有限元分析模型，對模型進行了有限元靜力學(xué)和動力學(xué)分析，獲得了擺片的整體受力狀況，計算出石英擺片的最大撓度。通過對結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析，確定了該模型的各階固有頻率和模態(tài)振型。 建立了加速

3、度計的磁場模型，進行了磁場分析。通過加速度計的二維電磁場分析，獲得了其磁力線分布、磁通密度分布、磁通矢量分布等信息，并從結(jié)果中提取了工作氣隙的磁感應(yīng)強度的值。 根據(jù)旋轉(zhuǎn)加速度計重力梯度儀的工作原理，對該儀器用的加速度計進行了標度因子連續(xù)可調(diào)研究，通過給加速度計磁鋼周圍增加附加載流線圈，微調(diào)加速度計工作氣隙的磁場，從而實現(xiàn)加速度計標度因子動態(tài)可調(diào)。 本論文對加速度計靜力學(xué)分析、動力學(xué)分析以及電磁場分析的計算結(jié)果，提高了加速