一種加速度計敏感度測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種加速度計敏感度測量裝置，其主要特點是：所述擺動裝置包括擺體支架和擺桿，所述的擺桿安裝在擺軸上，在擺桿的下端通過夾持機構安裝有重物，在擺桿的中上部安裝有擺體位置檢拾線圈，在擺桿支架下端安裝有永磁體，所述加速計敏感度測量電路包括加速計調(diào)制線路、前置放大器、鎖相放大器、高精度電壓表，該加速度計調(diào)制線路輸出端連接到鎖相放大器的信號輸入端，該前置放大器的輸出端連接到鎖相放大器的參考輸入端，該鎖相放大器的輸出端連接到高精度電壓表上。本實用新型利用質(zhì)量引力原理，去除環(huán)境干擾和噪聲的影響，提高了測試精度，可用于重力梯度儀所使用的高靈敏度加速度計的敏感度測試領域。
【專利說明】一種加速度計敏感度測量裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于加速度計測試【技術領域】，尤其是一種加速度計敏感度測量裝置。

【背景技術】
[0002]制造重力梯度儀需要極高分辨率的加速度計。為實驗驗證重力梯度儀的所需加速度計的敏感度指標，應當按照實驗需求采用質(zhì)量引力的方法產(chǎn)生微小的引力變化，測試加速度計實際輸出信號，經(jīng)過相敏放大器進行相敏解調(diào)后，得到相關的直流信號，從而測試得到加速度計的實際靈敏度指標。
[0003]通常對加速度計靈敏度的測試方法是將加速度計的敏感軸在重力場中翻轉(zhuǎn)，使得重力場分量在加速度計輸出軸上有一個小的分量。由于受到轉(zhuǎn)動角度測量和控制精度的限制，該測試方法只能提供約為1_6g量級的輸入加速度給定數(shù)值，而這高于實際測試需求約兩個量級的，故上述傳統(tǒng)測試方法不能滿足測試需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種滿足重力梯度測量儀器使用的加速度計敏感度測量裝置。
[0005]本實用新型解決其技術問題是采取以下技術方案實現(xiàn)的:
[0006]一種加速度計敏感度測量裝置，由擺動裝置和加速計敏感度測量電路連接構成，所述擺動裝置包括擺體支架和擺桿，所述擺體支架中央安裝有擺軸，所述的擺桿安裝在擺軸上，在擺桿的下端通過夾持機構安裝有重物，在擺桿的中上部安裝有擺體位置檢拾線圈，在擺桿支架下端安裝有永磁體，被測加速度計的輸入軸與重物的擺動質(zhì)量質(zhì)心在擺動運行軌跡的底部相重合；所述加速計敏感度測量電路包括加速計調(diào)制線路、前置放大器、鎖相放大器、高精度電壓表，該加速度計調(diào)制線路與被測加速度計輸出信號相連接，該加速度計調(diào)制線路輸出端連接到鎖相放大器的信號輸入端，該前置放大器與擺體位置檢拾線圈的輸出信號相連接，該前置放大器的輸出端連接到鎖相放大器的參考輸入端，該鎖相放大器的輸出端連接到高精度電壓表上。
[0007]而且，所述的擺軸安裝有精密低摩擦軸承副，所述的擺桿通過精密低摩擦軸承安裝在擺軸上。
[0008]而且，所述的擺桿為鋼性擺桿。
[0009]而且，所述的重物為圓柱狀重物，該圓柱狀重物由無磁性材料紫銅制成。
[0010]本實用新型的優(yōu)點和積極效果是:
[0011]本實用新型采用采用質(zhì)量引力的方式，將重物安裝在擺桿末端并將被測加速度計的敏感軸水平地指向擺桿懸掛重物的質(zhì)心位置，通過擺動裝置產(chǎn)生的機械運動帶動重物進行往復擺動，在加速度計輸入敏感軸上產(chǎn)生與擺動質(zhì)量運動周期相同的加速度計輸入信號，同時根據(jù)擺體位置檢拾線圈獲得擺動裝置所給出的位置參考信號，并通過加速計敏感度測量電路得出被測加速度計的敏感度數(shù)值，可以檢測出僅與擺動周期、相位相關的信號，去除環(huán)境干擾和噪聲的影響，提高了測試精度，可用于重力梯度儀所使用的高靈敏度加速度計的敏感度測試領域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的工作原理示意圖；
[0013]圖2為本實用新型的電路方框圖；
[0014]圖中，1-加速度計，2-永磁體，3-擺軸和精密低摩擦軸承副，4-擺體位置檢拾線圈，5-擺桿，6-圓柱狀重物，7-夾持機構，8-擺體支架。

【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖對本實用新型實施例做進一步詳述:
[0016]一種加速度計敏感度測量裝置，由擺動裝置和加速計敏感度測量電路連接構成，如圖1所示，所述的擺動裝置包括擺體支架8和擺桿5，在擺體支架中央安裝有擺軸和精密低摩擦軸承副3，所述的擺桿為剛性擺桿，該鋼性擺桿上端通過精密低摩擦軸承副安裝在擺軸上，通過精密低摩擦軸承副能夠減少摩擦阻力并保持擺動裝置長時間的自由擺動，在擺桿的下端通過夾持機構7安裝有圓柱狀重物6，該圓柱狀重物作為檢測重物由無磁性材料紫銅制成，在擺桿的中上部安裝有擺體位置檢拾線圈4，在擺桿支架下端安裝有永磁體2，被測加速度計I的輸入軸與圓柱狀重物的擺動質(zhì)量質(zhì)心在擺動運行軌跡的底部相重合。當擺桿沿著擺動軌跡平面擺動時，撿拾線圈切割永磁體產(chǎn)生的磁力線導致磁通變化，產(chǎn)生與擺動裝置運動速度相關的檢測電流，經(jīng)過前置放大器放大后，作為解調(diào)加速度計調(diào)制信號的參考基準。本擺動裝置不采用具有強磁場擾動的電磁推動裝置作為動力源，而是采用質(zhì)量引力的方法進行自由擺動，因此，可以排除對被測加速度計附近的磁場產(chǎn)生的影響，也就不會對加速度計敏感度測試效果產(chǎn)生影響。
[0017]如圖2所示，加速計敏感度測量電路包括加速計調(diào)制線路、前置放大器、鎖相放大器、高精度電壓表，所述的加速度計調(diào)制線路與待測的加速度計輸出信號相連接，該加速度計調(diào)制線路對加速度計輸出的信號進行調(diào)制，將含有擺動調(diào)制的直流信號饋送給鎖相放大器的信號輸入端，所述的前置放大器與擺體位置檢拾線圈的輸出信號相連接，該前置放大器對擺體位置撿拾線圈產(chǎn)生的與擺體位置相關的信號進行放大處理后連接到鎖相放大器的參考輸入端，該鎖相放大器對信號輸入端和參考輸入端的信號進行鎖相處理后連接到高精度電壓表上，最終得到解調(diào)后的輸出加速度計引力數(shù)值。
[0018]本實用新型的工作原理是利用重物產(chǎn)生的萬有引力場，將重物懸掛于機械擺的末端，被測加速度計的敏感軸水平地指向機械擺懸掛重物的質(zhì)心位置，通過該裝置產(chǎn)生的機械運動帶動重物進行往復擺動，使得加速度計在其敏感軸方向上得到一個周期性的引力輸入，作為被測加速度計的給定輸入，再根據(jù)擺動裝置所給出的位置參考信號，使用相敏解調(diào)方法對加速度計信號解調(diào)輸出，從而得出被測加速度計的敏感度數(shù)值。
[0019]本實用新型采用質(zhì)量引力的方式進行加速度計敏感度測量可以達到約為10_8g量級的輸入加速度給定數(shù)值的，其通過改變擺動質(zhì)量或者控制加速度計敏感中心與擺動質(zhì)量之間的距離來實現(xiàn)重物質(zhì)量對于加速度計敏感中心之間引力加速度的變化，從而得到滿足測試需求的輸入加速度計給定值。加速度計在這樣的輸入給定下產(chǎn)生的輸出非常微弱，各種輸入噪聲的影響因素都遠遠大于所需測量的輸出值。而機械擺的周期理論上僅與擺長和當?shù)刂亓铀俣扔嘘P，因此正好可以利用機械擺動裝置這一特性在加速度計輸入敏感軸上產(chǎn)生與擺動質(zhì)量運動周期相同的加速度計輸入信號，同時取得擺的位置信號作為相敏解調(diào)的參考信號，對加速度計輸出信號進行解調(diào)，可以檢測出僅與擺動周期、相位相關的信號，去除環(huán)境干擾和噪聲的影響。
[0020]需要強調(diào)的是，本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實用新型包括并不限于【具體實施方式】中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據(jù)本實用新型的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本實用新型保護的范圍。
【權利要求】
1.一種加速度計敏感度測量裝置，由擺動裝置和加速計敏感度測量電路連接構成，其特征在于:所述擺動裝置包括擺體支架和擺桿，所述擺體支架中央安裝有擺軸，所述的擺桿安裝在擺軸上，在擺桿的下端通過夾持機構安裝有重物，在擺桿的中上部安裝有擺體位置檢拾線圈，在擺桿支架下端安裝有永磁體，被測加速度計的輸入軸與重物的擺動質(zhì)量質(zhì)心在擺動運行軌跡的底部相重合；所述加速計敏感度測量電路包括加速計調(diào)制線路、前置放大器、鎖相放大器、高精度電壓表，該加速度計調(diào)制線路與被測加速度計輸出信號相連接，該加速度計調(diào)制線路輸出端連接到鎖相放大器的信號輸入端，該前置放大器與擺體位置檢拾線圈的輸出信號相連接，該前置放大器的輸出端連接到鎖相放大器的參考輸入端，該鎖相放大器的輸出端連接到高精度電壓表上。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種加速度計敏感度測量裝置，其特征在于:所述的擺軸內(nèi)安裝有精密低摩擦軸承副，所述的擺桿通過精密低摩擦軸承安裝在擺軸上。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種加速度計敏感度測量裝置，其特征在于:所述的擺桿為鋼性擺桿。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種加速度計敏感度測量裝置，其特征在于:所述的重物為圓柱狀重物，該圓柱狀重物由無磁性材料紫銅制成。
【文檔編號】G01P21/00GK204214889SQ201420599126
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權日:2014年10月16日
【發(fā)明者】潘軍, 李城鎖, 李中, 馬林, 趙晶睛 申請人:中國船舶重工集團公司第七0七研究所