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石英挠性加速度计介绍

日期:2020-04-01 09:05
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摘要:石英挠性加速度计介绍,石英挠性加速度传感器主要有3个重要的部分:石英摆片组件、电容式传感器以及伺服控制系统。根据牛顿第二运动定律,依据力平衡系统,推算出石英摆片所受的力,结合摆片的质量得到运动载体的加速度。 石英挠性加速度计是根据惯性原理,通过石英挠性支承,加上先进的电路构成的精密仪表。石英挠性加速度计具有高输出阻抗,用户可以根据情况选择所需要的采样电阻而不致影响系统稳定性。目前,石英挠性加速度计已经形成了系列化产品,产品类型从高精度的ug级加速度计到石油钻井用抗恶劣环境加速度计、耐高温加速度计,工作温度可达185℃。为各类系统的导航、制导、控制、调平、监测等提供惯性加速度信号。


石英挠性加速度计工作原理
加速度是一种用来反映物体在运动过程中的速度变化状态的物理量,其无法直接测量,当前的加速度传感器(加速度计)采用间接测量以及力的平衡等技术来获取物体的加速度。加速度传感器的工作原理基于牛顿第二运动定律:作用于物体上的力等于该物体的质量乘以加速度。因此加速度传感器的输出反映的是传感器中的敏感摆件在整个空间中所受的合力,主要包括惯性力和地心引力。当物体在空间中运动时,传感器能够实时的获得物体的加速度,对加速度计进行一次积分可以获得物体的瞬时速度,再对速度进行积分可获得物体的相对位置,利用这个三个参数,则可以描绘出物体的运动轨迹,为物.

体的运动方向修正提供技术手段。石英挠性加速度传感器的主要有3个重要的部分:石英摆片组件、电容式传感器以及伺服控制系统。根据牛顿第二运动定律,依据力平衡系统,推算出石英摆片所受的力,结合摆片的质量得到运动载体的加速度。


 石英挠性加速度计是根据惯性原理,通过石英挠性支承,加上先进的电路构成的精密仪表。石英挠性加速度计具有高输出阻抗,用户可以根据情况选择所需要的采样电阻而不致影响系统稳定性。

石英挠性摆式加速度计及其发展现状石英挠性摆式加速度计作为力反馈摆式加速度计的-种, 是在液浮摆式加速度计的基础上发展起来的,两者的区别主要在于石英挠性加速度计的检测质量不是浮动的,而是弹性地连接在挠性梁支撑上,引入了弹性力矩,因此这种加速度计精度更高、抗千扰能力强、测量范围大、过载能力强。挠性材料的性能直接影响到加速度计的性能。可以作为挠性摆的材料主要有金属和石英两种,传统的液浮摆式加速度计摆片采用金属材料,而石英的热膨胀系数则比钢小的多,材料性能优于金属。且石英抗疲劳强度高,材料本身滞后小,很适合于作为加速度计的摆片。石英挠性加速度计一问世,就很快取代了液浮摆式加速度计,成为惯性导航和制导系统中不可缺少的关键器件。目前,石英挠性摆式加速度计已被广泛应用于各种线加速度、振动加速度的测量和速度、距离、角速度、角位移等参数测量。成功地用于卫星微重力测量系统、高精度惯性导航系统、岩土地基钻孔测量及石油钻井、连续测斜系统、运载火箭、弹道导弹、宇宙飞船等军民领域。 


 

石英挠性加速度计在国内外的研究与发展现状

目前,石英挠性加速度计已经形成了系列化产品,产品类型从高精度的ug级加速度计到石油钻井用抗恶劣环境加速度计、耐高温加速度计,工作温度可达185℃。为各类系统的导航、制导、控制、调平、监测等提供惯性加速度信号。现在,国外制造石英挠性加速度传感器的厂商较多,当中质量*好的要数美国的Honeywell 公司生产的QA-T160和QA-T185高温钻井加速计。



Honeywell公司的QA-T160和QA-T185高温加速度计在苛刻的井下应用中具有出色表现,是公认的高温钻井加速度计行业领导者。QA-T系列是Honeywell加速度计中核心(MWD)传感器。其采用改进的Q-FLEX®技术,其设计和制造能够承受苛刻的随钻测量(MWD)和电缆环境(高达200°C和高冲击/振动),同时提供高精度,高稳定性和高可靠性。Q-Flex高温加速度计有QA-T160、QA-T185和Mini Q三种型号。QA-T160和QA-T185有不同的工作温度范围,可以灵活地选择适当的加速度计,对于小直径应用,我们提供Mini Q。


QA-T160|QAT-185高温钻井加速度计技术参数

型号 QAT160 QAT185
量程范围 ±20 g ±20 g
RSS偏差和比例因子
1年重复性
1 mg 1.5 mg
工作温度 -40~+160ºC -40~+185ºC
存活温度 175ºC,间隙 200ºC,间隙
备注:从美国出口的加速计必须按照适用的出口管理条例(EAR)和/或国际武器贸易条例(ITAR)进行。

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