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题名相对重力仪高稳定性恒温系统的设计与实现
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作者
王智奇
吴宗坤
杨晔
宋丽薇
朱学毅
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机构
天津航海仪器研究所
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出处
《传感器与微系统》
CSCD
北大核心
2022年第5期80-83,共4页
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基金
天津市重大专项科技项目(19ZXJRGX00030)。
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文摘
自研国产便携式相对重力仪的重力测量精度指标要求优于20×10^(-8) m/s^(2),而其零长弹簧重力敏感器因存在不可消除的温度效应影响,要求工作点的温度变化幅度不可超过0.001℃才能满足实际测量需求。为此,必须研究重力仪的温度特性,并研制高精度温控系统。针对弹簧式重力敏感器,从重力仪的热结构、温控电路和控制算法等方面进行分析与研究,设计和实现一种两级三路高稳定性恒温控制系统。该系统以比率桥式电路实现高精度测温,设计数字分段式Smith-PID预估复合控制律,通过内高外低的温度梯度控制,使重力敏感器处于设定的恒温环境中。经试验考核表明:在同一恒温热结构下,Smith-PID预估复合控制律实现的控制效益优于常规PID控制律。在Smith-PID预估复合控制律作用下,外界环境温度为室温时,重力敏感器所处的内部工作点的温度稳定性优于0.0005℃;外界环境温度为-20~+45℃交替变温时,该内部工作点的温度稳定性优于0.001℃。
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关键词
相对重力仪
弹簧式重力敏感器
恒温控制
比率桥式电路
分段式Smith-PID
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Keywords
relative gravimeter
spring type gravity sensor
constant temperature control
ratio bridge circuit
segmented Smith-PID
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分类号
TP212
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TH762
[机械工程—精密仪器及机械]
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