石英加速度计原理-加速度计-航新仪器服务商

石英挠性加速度计是一种基于惯性原理的高精度加速度传感器，广泛应用于航空航天、惯性导航、监测等领域。其工作原理结合了石英材料的优异特性和挠性支承结构的精密设计，通过检测惯性力引起的形变实现加速度的测量。
###一、结构与材料特性
石英挠性加速度计的部件包括石英挠性摆片、检测质量块、差动电容极板和电磁反馈系统。石英材料因其高弹性模量、低热膨胀系数和优异的热稳定性，成为挠性支承的理想选择。石英摆片通过微机械加工形成薄壁挠性铰链，允许质量块在敏感轴方向产生微小位移，同时限制其他方向的自由度，确保高轴向灵敏度。
###二、工作原理
当加速度作用于传感器时，检测质量块受惯性力（F=ma）驱动，导致石英挠性摆片发生弹性形变。这种位移通过差动电容检测系统转化为电信号：质量块两侧的电容极板间距变化引起电容差值，通过调制解调电路输出与加速度成正比的电压信号。闭环系统通过电磁线圈施加反馈力使质量块复位，反馈电流反映加速度值，显著提升线性度和动态范围。
###三、关键技术优势
1.**温度稳定性**：石英材料的热稳定性有效降低温漂，配合温度补偿电路，可在-40℃~85℃宽温域工作。
2.**高分辨率**：挠性支承的微米级形变检测能力使分辨率达到10^-6g量级。
3.**抗冲击性**：全固态结构无活动摩擦部件，可承受>1000g的冲击载荷。
4.**长期稳定性**：石英的蠕变特性，年漂移率低于50μg。
###四、典型应用
该技术已应用于微推力器控制、战略制导、石油测斜仪等场景。某型战略采用双轴石英加速度计，零偏稳定性达到5μg/√Hz，角度测量精度优于0.001°，显著提升打击精度。
这种将精密机械、材料科学和闭环控制相结合的设计理念，使石英挠性加速度计在惯性传感领域持续发挥重要作用，其性能指标仍在通过表面微加工技术和数字化闭环技术的融合不断提升。

将石英加速度计的电缆连接到控制器或数据采集系统上，确保电缆的连接牢固可靠，以保证石英加速度计的正常工作。

校准和调试：在安装完成后，对石英加速度计进行校准和调试，石英加速度计原理，以确保其准确性和稳定性。校准和调试的方法包括零点校准、灵敏度校准、方向校准等。

石英挠性加速度计操作指南
一、操作前准备
1.检查设备完整性，确认传感器本体、电缆及配套二次仪表无物理损伤。
2.使用万用表检测供电线路阻抗，确保电源电压与传感器额定值匹配（常规为±15VDC）。
3.准备隔振平台，环境温度应稳定在20±2℃，相对湿度≤65%RH。
二、安装与调试
1.将传感器通过夹具固定于被测物体敏感轴方向，安装面平面度误差≤0.01mm。
2.采用六角防松螺钉紧固，力矩控制在0.6-0.8N·m范围内。
3.连接屏蔽电缆时确保接插件卡扣到位，线缆弯曲半径＞5倍线径。
三、通电测试
1.开启电源前确认极性正确，先接通传感器预热30分钟。
2.使用数字示波器监测输出信号，空载状态下噪声峰峰值应＜20mV。
3.通过标准重力场进行静态标定，调整零点电位器使输出值在±0.5%F.S内。
四、注意事项
1.禁止超过量程150%的冲击载荷
2.操作时佩戴防静电腕带，避免接触敏感挠性梁结构
3.动态测试时需进行温度补偿，补偿系数参考技术手册
4.定期用无水乙醇清洁电气接口，石英光学加速度计，禁用接触密封部位
五、维护保养
1.每月执行一次自检程序，加速度计，记录零点漂移量
2.存储环境应保持温度10-35℃，避免强磁场干扰
3.累计工作2000小时后建议返厂进行力矩器校准
六、异常处理
出现输出信号异常时：
1.立即断开电源
2.检查供电电压波动是否＜1%
3.检测屏蔽层接地电阻（应＜0.1Ω）
4.使用振动台进行频响特性测试（5-100Hz）
注：本操作规范适用于常规量程（±10g至±50g）型号，特殊型号请参照具体技术文件。