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考虑胶粘连接的石英挠性加速度计装配精度预测与分析综述
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作者 夏焕雄 李佳雯 +4 位作者 张国锐 孙洲豪 张福礼 张健 刘检华 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第5期503-512,共10页
石英挠性加速度计是一种高精密惯性导航产品,胶粘连接是此类产品装配的主要方式,传统的以几何量为核心的装配理论难以准确预测其装配精度.为此,提出了宏观几何偏差传递、蒙特卡洛统计抽样、胶粘连接力学仿真融合的石英挠性加速度计装配... 石英挠性加速度计是一种高精密惯性导航产品,胶粘连接是此类产品装配的主要方式,传统的以几何量为核心的装配理论难以准确预测其装配精度.为此,提出了宏观几何偏差传递、蒙特卡洛统计抽样、胶粘连接力学仿真融合的石英挠性加速度计装配精度预测方法.首先,建立了基于空间坐标变换矩阵方法的装配偏差传递模型以及环氧胶黏剂7-2312的胶粘连接力学模型;然后,将胶接力学仿真得到的变形量引入装配偏差传递模型,并结合蒙特卡洛方法对公差进行抽样,实现了石英挠性加速度计关键结构的装配精度精准预测;最后,利用该装配精度预测方法,探讨了胶接位置和胶点直径等因素对装配精度的影响规律.结果表明,在零件设计公差和名义胶接工艺参数下,力矩器中磁极片与轭铁同轴度误差小于0.008 mm,端面平行度误差小于0.01 mm,且对胶点直径偏差与胶点位置偏差均比较敏感;上下力矩器与摆片组的同轴对位精度优于0.011 mm,且对胶黏剂轴向定位误差较为敏感,而对周向定位误差不敏感.文中的研究为指导石英挠性加速度计的装配精度控制提供了理论基础与方法支持. 展开更多
关键词 精度预测 胶粘连接 石英挠性加速度计 蒙特卡罗法
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石英挠性加速度计量程提高技术研究
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作者 彭志高 王勇 +2 位作者 张占伟 李晓爱 汪胜琴 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第4期603-608,共6页
为提高石英挠性加速度计的量程,分析了石英挠性加速度计量程受限机理,确认电磁反馈力与质量摆质心不重合是加速度计量程受限的主要原因。在此基础上,采用减小加工与装配误差和提高质量摆抗扭刚度的方法来提高石英挠性加速度计量程,并通... 为提高石英挠性加速度计的量程,分析了石英挠性加速度计量程受限机理,确认电磁反馈力与质量摆质心不重合是加速度计量程受限的主要原因。在此基础上,采用减小加工与装配误差和提高质量摆抗扭刚度的方法来提高石英挠性加速度计量程,并通过样机验证了该技术措施的有效性。 展开更多
关键词 石英挠性加速度计 量程 质量摆 质心 电磁力作用中心
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石英挠性加速度计力矩器仿真建模与优化设计 被引量:2
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作者 许哲 徐啸 +2 位作者 韩志强 陈崇 陈泓玮 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期492-498,510,共8页
石英挠性加速度计中磁场性能直接影响加速度计输出精度,而力矩器是影响加速度计内部磁场的关键。因此,以石英挠性加速度计中力矩器为研究对象,采用等效磁路方法建立含补偿环元件的力矩器工作气隙磁场数学模型,以此为基础分析工作气隙磁... 石英挠性加速度计中磁场性能直接影响加速度计输出精度,而力矩器是影响加速度计内部磁场的关键。因此,以石英挠性加速度计中力矩器为研究对象,采用等效磁路方法建立含补偿环元件的力矩器工作气隙磁场数学模型,以此为基础分析工作气隙磁场均匀性和磁场强度等性能,并采用多参数优化方法对力矩器系统进行整体优化。仿真结果表明,优化模型有效提升力矩器工作气隙磁场均匀性,磁场轴向极差ΔB_(R)由386.3396 mT缩小至108.2755 mT,端点极差ΔB_(D)由217.8894 mT缩小至2.1934 mT,线圈位置气隙轴向磁场几乎保持对称,从而降低加速度计输出非线性,验证了优化方案的可行性。 展开更多
关键词 石英挠性加速度计 力矩器 等效磁路 磁场均匀性 多参数优化
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石英挠性加速度计摆片特性仿真研究
4
作者 郝宇超 刘洪 +2 位作者 张佳悦 郑怡晨 殷振青 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第11期25-27,32,共4页
通过优化挠性梁的结构厚度来探究结构变化对石英挠性加速度计的摆性、固有频率、谐响应和过载特性的影响,利用有限元Ansys分析软件进行仿真,得出摆片关键约束因素挠性梁厚度在0.03 mm时,摆片灵敏度最高,一阶固有频率也就是工作频率为23.... 通过优化挠性梁的结构厚度来探究结构变化对石英挠性加速度计的摆性、固有频率、谐响应和过载特性的影响,利用有限元Ansys分析软件进行仿真,得出摆片关键约束因素挠性梁厚度在0.03 mm时,摆片灵敏度最高,一阶固有频率也就是工作频率为23.076 Hz,挠性梁端部最大形变为0.75398 mm,最大应力为23.978 MPa。该研究为后续的适用于重力梯度测量的超高灵敏度石英挠性加速度计的研究与优化改进奠定基础。 展开更多
关键词 石英挠性加速度计 石英摆片 有限元仿真 固有频率 重力梯度测量
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石英挠性加速度计温度建模和补偿 被引量:15
5
作者 张宇飞 屈建龙 +2 位作者 宋超 王桂如 杨盛林 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期356-359,共4页
为降低环境温度对石英挠性加速度计测量精度的影响,从工程应用角度设计了加速度计温度建模试验环境和试验方法。为加速度计设计独立的温控装置,验证了加速度计温度特性具有重复性的基础上,在多个温度点下采用四位置翻滚试验对加速度计... 为降低环境温度对石英挠性加速度计测量精度的影响,从工程应用角度设计了加速度计温度建模试验环境和试验方法。为加速度计设计独立的温控装置,验证了加速度计温度特性具有重复性的基础上,在多个温度点下采用四位置翻滚试验对加速度计进行标定,利用线性拟合方法建立了加速度计零偏和标度因数的温度模型。应用该模型对加速度计进行温度补偿后,可使加速度计的测量稳定性精度提高5.55倍。将所建温度模型应用于捷联式惯性导航系统中,可有效提高系统的导航精度。 展开更多
关键词 石英挠性加速度计 零偏 标度因数 温度建模 温度补偿
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石英挠性加速度计磁路仿真分析与优化设计 被引量:10
6
作者 王勇 唐光庆 +3 位作者 周静梅 曹燕 余鲲 李世红 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2010年第4期551-553,557,共4页
力矩器工作气隙磁性能是石英挠性加速度计磁路设计的关键。利用有限元分析软件ANSYS,对采用稀土永磁材料的力矩器磁路磁通分布进行了仿真分析,并在此基础上进行了磁路结构的优化设计,提出了一种锥形磁钢结构。有限元分析结果表明,锥形... 力矩器工作气隙磁性能是石英挠性加速度计磁路设计的关键。利用有限元分析软件ANSYS,对采用稀土永磁材料的力矩器磁路磁通分布进行了仿真分析,并在此基础上进行了磁路结构的优化设计,提出了一种锥形磁钢结构。有限元分析结果表明,锥形磁钢的磁路结构使工作气隙磁场更均匀,可提高加速度计的线性度。 展开更多
关键词 石英挠性加速度计 磁通分布 有限元分析 优化
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高精度石英挠性加速度计闭环系统的设计与分析 被引量:12
7
作者 刘润 蔡体菁 丁昊 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期311-315,共5页
探讨了石英挠性加速度计的分辨率影响因素,提出了一种对现有石英挠性加速度计的改进设计.根据重力梯度测量对加速度计分辨率的要求,推导出摆片的固有频率,然后使用有限元方法重新设计加速度计的摆片结构.另外,为了降低加速度计的机械热... 探讨了石英挠性加速度计的分辨率影响因素,提出了一种对现有石英挠性加速度计的改进设计.根据重力梯度测量对加速度计分辨率的要求,推导出摆片的固有频率,然后使用有限元方法重新设计加速度计的摆片结构.另外,为了降低加速度计的机械热噪声,对表头抽真空,通过加入比例-微分环节对加速度计的控制回路进行阻尼补偿.计算出系统的开环传递函数,并对其进行动态性能仿真分析.分析结果表明:加速度计系统通过在系统前向通道添加比例微分环节能够补偿系统的阻尼,消除加速度计在固有频率处的振荡,使加速度计闭环后处于临界阻尼状态并保持系统的稳定性.改进后加速度计的系统带宽为515Hz,响应时间为3.7m s,分辨率达到10-10g,能够满足高精度测量的需要. 展开更多
关键词 石英挠性加速度计 分辨率 重力梯度
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基于高精度A/D的石英挠性加速度计数据采集的设计 被引量:12
8
作者 李锦明 李娜娜 马游春 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2012年第2期22-24,共3页
主要针对捷联惯导系统中对加速度计信息处理的高精度要求,介绍了基于高精度A/D的对石英挠性加速度计数据进行采集的设计,完成了系统的软、硬件设计。设计采用了高精度A/D转换芯片AD7691和FPGA芯片XC3S500E来完成系统功能,在详细阐述硬... 主要针对捷联惯导系统中对加速度计信息处理的高精度要求,介绍了基于高精度A/D的对石英挠性加速度计数据进行采集的设计,完成了系统的软、硬件设计。设计采用了高精度A/D转换芯片AD7691和FPGA芯片XC3S500E来完成系统功能,在详细阐述硬件设计的基础上,对软件设计进行了相应的介绍。 展开更多
关键词 高精度A/D 石英挠性加速度计 数据采集
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数字闭环石英挠性加速度计表头离散化研究 被引量:5
9
作者 张晞 张声艳 +2 位作者 顾欣怡 魏渊 李骛 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2012年第12期62-65,共4页
数字闭环加速度计可以解决传统模拟加速度计在输出电流到数字量(I/D)转换中带来的精度损失问题,而为实现数字闭环需将加速度计表头进行离散化。针对这一问题提出了一种表头离散化方法,将石英摆片、采样开关与零阶保持器整体离散化。建... 数字闭环加速度计可以解决传统模拟加速度计在输出电流到数字量(I/D)转换中带来的精度损失问题,而为实现数字闭环需将加速度计表头进行离散化。针对这一问题提出了一种表头离散化方法,将石英摆片、采样开关与零阶保持器整体离散化。建立数字闭环系统离散域数学模型,基于此模型进行仿真研究,仿真表明:此离散化方法可行,系统阶跃响应超调在10%左右,闭环带宽达到300 Hz以上。将其应用在数字闭环加速度计的实验系统,验证了仿真结果,为数字闭环加速度计的深入研究提供必要的理论指导和实验基础。 展开更多
关键词 数字闭环 石英挠性加速度计 石英摆片 表头离散化
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基于小波降噪与最小二乘估计的石英挠性加速度计模型辨识 被引量:7
10
作者 徐伟 李强 +1 位作者 陈雪冬 伍春 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1493-1498,共6页
石英挠性加速度计在惯性导航系统中具有重要作用,其使用精度影响着整个系统的精度。为提高加速度计的使用精度,对其进行了重力场静态翻滚测试,采用融合小波降噪与最小二乘估计的方法实现加速度计模型参数辨识。利用拟合残差标准差和系... 石英挠性加速度计在惯性导航系统中具有重要作用,其使用精度影响着整个系统的精度。为提高加速度计的使用精度,对其进行了重力场静态翻滚测试,采用融合小波降噪与最小二乘估计的方法实现加速度计模型参数辨识。利用拟合残差标准差和系数估计的不确定度来评价辨识的效果,对重力场静态测试时加速度计两种安装方式下的测量信号进行了实验测试,并通过仿真实验来验证所采用方法的有效性。实验结果表明,所采用的方法获得的加速度计模型系数具有较高精确度。 展开更多
关键词 石英挠性加速度计 模型辨识 小波降噪 最小二乘估计 不确定度
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石英挠性加速度计误差补偿模型的研究 被引量:22
11
作者 张鹏飞 龙兴武 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期1100-1102,1170,共4页
为了确保捷联惯导系统中加速度计的性能,研究了CHJN-2A石英挠性加速度计的静态输出特性。通过大量的重复性静态实验测试,分析了石英挠性加速度计的误差来源,并建立了影响导航系统定位精度的主要误差补偿的数学模型。结果表明,CHJN-2A石... 为了确保捷联惯导系统中加速度计的性能,研究了CHJN-2A石英挠性加速度计的静态输出特性。通过大量的重复性静态实验测试,分析了石英挠性加速度计的误差来源,并建立了影响导航系统定位精度的主要误差补偿的数学模型。结果表明,CHJN-2A石英挠性加速度计的输出特性具有较好的重复性,可以通过软件进行补偿提高它的精度。 展开更多
关键词 捷联惯导系统 惯性传感器 石英挠性加速度计 误差补偿模型
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基于石英挠性加速度计的卫星微振动测量控制单元的设计 被引量:5
12
作者 高青松 赵伟 +1 位作者 景春妍 李云鹏 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2015年第7期24-27,31,共5页
卫星微振动高精度测量与控制是评价卫星平台与遥感系统等有效载荷成像质量和高精度姿态指向的关键因素,石英挠性加速度计作为高精度加速度敏感传感器可应用于卫星在轨微振动监测。针对石英挠性加速度计,设计了一种测量与控制电路,作为... 卫星微振动高精度测量与控制是评价卫星平台与遥感系统等有效载荷成像质量和高精度姿态指向的关键因素,石英挠性加速度计作为高精度加速度敏感传感器可应用于卫星在轨微振动监测。针对石英挠性加速度计,设计了一种测量与控制电路,作为在轨微振动测量系统的核心组成单元,用于微加速度信号的检测与调理、抗混叠滤波、数据同步采集、处理、存储和状态控制。实际测试表明其信号测量精度高,数据采集同步性好,工作稳定可靠。 展开更多
关键词 卫星在轨 微振动测量 石英挠性加速度计 模数转换 数据同步采集
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数字闭环石英挠性加速度计量化误差分析与实验研究 被引量:6
13
作者 张晞 张声艳 曹巧媛 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第11期33-36,共4页
数字闭环方案可以减小模拟伺服方案中A/D转换环节所引入的精度损失,而量化误差是影响数字闭环石英挠性加速度计系统精度的重要因素之一。介绍了数字闭环石英挠性加速度计检测系统的工作原理,讨论了AD,DA位数的选择依据,基于现有硬件检... 数字闭环方案可以减小模拟伺服方案中A/D转换环节所引入的精度损失,而量化误差是影响数字闭环石英挠性加速度计系统精度的重要因素之一。介绍了数字闭环石英挠性加速度计检测系统的工作原理,讨论了AD,DA位数的选择依据,基于现有硬件检测电路,软件上采取AD,DA降位使用的方法分析量化误差对闭环系统精度的影响。搭建数字闭环实验系统,实验结果表明:在一定范围内,随着AD,DA位数的降低,量化误差影响增大,闭环系统精度降低,与理论分析相吻合,为数字闭环加速度计的精度改善提供必要的理论指导和实验基础。 展开更多
关键词 数字闭环 石英挠性加速度计 量化误差 带宽测试
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石英挠性加速度计的压膜阻尼分析 被引量:3
14
作者 王错 李醒飞 董九志 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2016年第2期218-224,共7页
石英挠性加速度计是导航与制导系统中常用的一种惯性元件,其表头阻尼影响加速度计的动态性能但相关研究却鲜有报道,基于此提出一种适用于石英挠性加速度计的压膜阻尼分析方法。根据石英摆片的形状和转动规律建立雷诺方程,采用时域有限... 石英挠性加速度计是导航与制导系统中常用的一种惯性元件,其表头阻尼影响加速度计的动态性能但相关研究却鲜有报道,基于此提出一种适用于石英挠性加速度计的压膜阻尼分析方法。根据石英摆片的形状和转动规律建立雷诺方程,采用时域有限差分方法在摆片上的非规则区域内求解压强分布和阻尼力矩,进而得到阻尼系数为1.69×10-4Nms/rad,对应阻尼比为12.75。计算阻尼比与系统参数辨识实验得到的阻尼比11.57相近,证明提出的压膜阻尼分析方法有效可行,该方法可以为石英挠性加速度计及类似惯性传感器中的阻尼分析与设计提供指导。 展开更多
关键词 石英挠性加速度计 压膜阻尼 雷诺方程 时域有限差分
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石英挠性加速度计表头稳定性实验研究 被引量:2
15
作者 王永建 唐立军 +2 位作者 赵鹏 刚煜 贺慧勇 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2018年第1期45-47,51,共4页
高精度石英挠性加速度计对表头稳定性提出了较高的要求,而垂直敏感轴方向加速度对表头稳定性的影响容易被忽视。首先对表头中摆片组件在垂直敏感轴方向加速度作用下的动力学规律进行了研究;然后设计了基于开环阶跃实验的表头稳定性测试... 高精度石英挠性加速度计对表头稳定性提出了较高的要求,而垂直敏感轴方向加速度对表头稳定性的影响容易被忽视。首先对表头中摆片组件在垂直敏感轴方向加速度作用下的动力学规律进行了研究;然后设计了基于开环阶跃实验的表头稳定性测试方法;搭建实验平台,在重力场中对摆片组件与重力加速度夹角为0°和180°的情况进行了实验。实验结果表明:摆片组件与重力加速度夹角为0°时,摆片摆动幅度小,石英挠性加速度计表头稳定性好。 展开更多
关键词 石英挠性加速度计 开环阶跃实验 石英摆片组件
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高精度石英挠性加速度计的温度场分析 被引量:6
16
作者 刘润 李海兵 王姝歆 《电子测量技术》 2015年第2期6-9,19,共5页
利用有限元方法研究加速度计内部的温度分布,探讨了影响温度分布的因素,通过对温度误差的分析,阐述了提高加速度计力矩器标度因数稳定性的有效途径。结果表明:加速度计内部的温度传递以热传导为主,结构对称的两部分出现温度分布的不对称... 利用有限元方法研究加速度计内部的温度分布,探讨了影响温度分布的因素,通过对温度误差的分析,阐述了提高加速度计力矩器标度因数稳定性的有效途径。结果表明:加速度计内部的温度传递以热传导为主,结构对称的两部分出现温度分布的不对称,导致变形也不对称;空气和辐射条件对反馈线圈的温度影响较大;外部电路和环境温度对壳体和磁路各组件影响较大,为高精度石英挠性加速度计的设计提供理论依据。 展开更多
关键词 石英挠性加速度计 有限元仿真 温度场分析
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三轴一体石英挠性加速度计标定数学建模与误差分析 被引量:2
17
作者 赵桂玲 郭文婧 李松 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第8期15-19,共5页
为了提高加速度计标定精度,针对三轴一体石英挠性加速度计确定性误差特性和工程安装特点,基于笛卡尔空间坐标系之间的转换,推导加速度计坐标系与载体坐标系之间的转换矩阵,建立三种石英挠性加速度计线性标定数学模型。仿真和导航实验结... 为了提高加速度计标定精度,针对三轴一体石英挠性加速度计确定性误差特性和工程安装特点,基于笛卡尔空间坐标系之间的转换,推导加速度计坐标系与载体坐标系之间的转换矩阵,建立三种石英挠性加速度计线性标定数学模型。仿真和导航实验结果表明:三轴一体石英挠性加速度计标定数学模型误差引起捷联惯性导航系统速度误差、位置误差和姿态误差,且姿态误差和位置误差包含常值分量;所有误差均包含舒勒周期振荡和傅科周期振荡,傅科周期振荡调节舒勒周期振荡。 展开更多
关键词 石英挠性加速度计 标定 数学建模 导航
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石英挠性加速度计在超低频振动国家基准研制中的应用研究 被引量:1
18
作者 于梅 刘爱东 +4 位作者 何闻 杨丽峰 胡红波 左爱斌 马明德 《计量学报》 CSCD 北大核心 2011年第3期253-257,共5页
介绍了超低频振动国家基准装置。采用改进型石英挠性加速度计SA704和研发的适配器MSA—I组成的振动套组,作为超低频振动台负反馈控制的拾振器和装置性能测试的标准器,有效地降低了振动台台面输出加速度波形的失真度,抑制了环境振动... 介绍了超低频振动国家基准装置。采用改进型石英挠性加速度计SA704和研发的适配器MSA—I组成的振动套组,作为超低频振动台负反馈控制的拾振器和装置性能测试的标准器,有效地降低了振动台台面输出加速度波形的失真度,抑制了环境振动的影响,实现了0.002Hz以上加速度失真度小于1%;解决了1Hz以下超低频段无测量传感器的问题。该套组可作为低频和超低频振动基标准装置量值传递的标准器和核查标准。 展开更多
关键词 计量学 超低频振动基准 石英挠性加速度计 负反馈 失真度 灵敏度
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多方向振动测试的石英挠性加速度计高阶误差系数辨识 被引量:2
19
作者 陈雪冬 孙飞 +1 位作者 李强 连德浩 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第11期51-53,57,共4页
高精度的误差系数可准确评价加速度计的精度与性能,从石英挠性加速度计误差模型入手,对其进行多方向振动测试试验,利用总体最小二乘(TLS)算法辨识加速度计模型方程中的高阶误差系数,建立较高精度的加速度计数学误差模型。为验证算法的... 高精度的误差系数可准确评价加速度计的精度与性能,从石英挠性加速度计误差模型入手,对其进行多方向振动测试试验,利用总体最小二乘(TLS)算法辨识加速度计模型方程中的高阶误差系数,建立较高精度的加速度计数学误差模型。为验证算法的有效性及所实施试验的可靠性,和传统重力场多点测试辨识加速度计参数方法作对比,同时,提出误差系数和决定系数两个指标来评价振动测试的辨识效果。结果表明:采用多方向振动测试结合总体最小二乘算法方案所辨识出加速度计高阶误系数精度较高,在实践中具有较好的借鉴意义。 展开更多
关键词 石英挠性加速度计 高阶系数辨识 多方向振动测试 总体最小二乘 决定系数
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石英挠性加速度计的温场分析 被引量:7
20
作者 王洋 商顺昌 《传感器技术》 CSCD 1996年第3期8-11,共4页
利用有限元法对大量程二元脉冲调宽石英挠性加速度计因力矩线圈发热而造成的内部温场变化进行了分析,从理论上计算出温场的分布情况和变化情况,并通过对温度误差的分析,阐述了提高温度特性的有效途径,为加速度计的热设计和温度补偿... 利用有限元法对大量程二元脉冲调宽石英挠性加速度计因力矩线圈发热而造成的内部温场变化进行了分析,从理论上计算出温场的分布情况和变化情况,并通过对温度误差的分析,阐述了提高温度特性的有效途径,为加速度计的热设计和温度补偿提供理论依据. 展开更多
关键词 石英挠性 加速度计 温场分析 温度误差 有限元
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