一种加速度计力矩器稳定化处理方法与流程

本发明涉及加速度计力矩器稳定化处理技术领域，尤其涉及一种加速度计力矩器稳定化处理方法。

背景技术：

石英挠性加速度计(简称加速度计)作为惯性测量的重要仪表，具有精度高、长期稳定性高、高可靠性的优点，已在航天、航空、航海和石油等众多领域得到了广泛的应用。加速度计力矩器采用永磁动圈式对顶结构，两个磁路相互独立形成推挽结构，力矩器作为敏感结构的驱动装置，主要由激励环、磁钢、磁极片和补偿环组成。

目前加速度计力矩器的缺陷：力矩器各组成部分通过胶粘剂连接，胶粘剂固化过程会产生残余应力，残余应力随着环境载荷的影响会释放，不仅会造成力学松弛，还会使得被粘接的构件发生相对位移；永磁材料内部各晶格中的原子分布并非是规则排列的，局部具有各向异性，受自身及环境载荷的影响，晶格中离子和电子等微观粒子产生迁移，硬磁材料内部的稳定状态发生变化，上述不稳定性变化使得力矩器磁路气隙性能稳定性发生变化，进而影响加速度计参数的长期稳定性。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种加速度计力矩器稳定化处理方法，能够解决加速度计参数难以实现长期稳定的问题。

本发明的技术解决方案：

一种石英挠性加速度计力矩器稳定化处理方法，通过以下步骤实现：

第一步，设计制造力矩器稳定化处理安装工装：

力矩器稳定化处理安装工装由基座、预紧压盖和预紧垫片三部分组成，基座依靠螺钉直接与专用高频振动台刚性连接固定，内部均匀分布24只力矩器坐孔，实现力矩器放置；预紧压盖依靠螺钉与基座连接并留有活动间隙，实现力矩器轴向压紧；预紧垫片采用软质弹性橡胶材料，布置于基座与预紧压盖之间；

第二步，力矩器装卡：

1.基座通过8个螺钉安装在振动台面上；

2.将力矩器放置于基座力矩器坐孔中，磁钢研磨面朝上，下力矩器接线柱放置在预紧压盖与基座之间预留的间隙中；

3.将预紧垫片均匀覆盖在力矩器上表面上；

4.安装预紧压盖，使之与预紧垫片可靠贴合，用螺钉与基座紧固，完成力矩器装卡；

第三步，振动稳定化处理：

接通电源，将高频振动台频率调至10kHz～20kHz，振动量级设为1g～5g，进行2～5小时高频定频振动，振动过程用高速连续采集系统进行数据收集；

第四步，温度冲击稳定化处理：

对力矩器进行-40℃～120℃温度循环处理，循环次数3～5次；

第五步，高温稳定化处理：

将力矩器放入100℃～160℃温箱，保温5～10小时。

本发明实施例提供的一种石英挠性加速度计力矩器稳定化处理方法，一方面，对加速度计力矩器进行振动稳定化处理，将高频振动台频率调至10kHz～20kHz，振动量级设为1g～5g，进行2～5小时高频定频振动，振动过程用高速连续采集系统进行数据收集；另一方面，对加速度计力矩器进行温度冲击稳定化处理，对力矩器进行-40℃～120℃温度循环，循环次数3～5次；又一方面，对加速度计力矩器进行高温稳定化处理，将力矩器放入100℃～160℃温箱，保温5～10小时。通过上述稳定化处理方法，使得胶粘剂残余应力得到加速释放，磁畴调整的时间得到缩短，使力矩器气隙磁性能快速进入稳定期。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种石英挠性加速度计力矩器稳定化处理方法的流程示意图；

图2、为本发明实施例中安装基座主视图；

图3、为本发明实施例中安装基座左视图；

图4、为本发明实施例中安装基座预紧压盖主视图；

图5、为本发明实施例中安装基座预紧压盖俯视图；

图6、为本发明实施例中力预紧垫片主视图；

图7、为本发明实施例中力预紧垫片俯视图；

图8、为本发明实施例中完成力矩器装卡后的整体主视图；

图9为本发明实施例中完成力矩器装卡后的整体左视图；

图10为本发明实施例中力矩器高频振动曲线示意图；

图11为本发明实施例中温度循环剖面示意图；

图12为本发明实施例中未作稳定化处理加速度计标度因数3个月稳定性变化统计图；

图13为本发明实施例中稳定化处理后加速度计标度因数3个月稳定性变化统计图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本发明。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本发明。

在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

本发明的技术解决方案：一种石英挠性加速度计力矩器稳定化处理方法，参见图1，通过以下步骤实现：

第一步，设计制造力矩器稳定化处理安装工装

力矩器稳定化处理安装工装由基座、预紧压盖和预紧垫片三部分组成。如图2所示基座依靠螺钉直接与专用高频振动台刚性连接固定，内部均匀分布24只力矩器坐孔，实现力矩器放置；如图4所示预紧压盖依靠螺钉与基座连接并留有活动间隙，实现力矩器轴向压紧，避免力矩器在振动过程中发生轴向蹿动；如图6所示预紧垫片采用软质弹性橡胶材料，布置于基座与预紧压盖之间，保证力矩器压紧牢靠性，并有效避免力矩器研磨面磨损破坏。

第二步，力矩器装卡

A2.1基座通过8个螺钉安装在振动台面上；

A2.2将力矩器放置于基座力矩器坐孔中，如图2所示，磁钢研磨面朝上，下力矩器接线柱放置在预留间隙中；

A2.3将预紧垫片均匀覆盖在力矩器上表面上；

A2.4安装预紧压盖，使之与预紧垫片可靠贴合，用螺钉与基座紧固，整体示意图参见图8和图9，完成装卡。

第三步，振动稳定化处理

接通电源，参见图10，将高频振动台频率调至10kHz～20kHz，振动量级设为1g～5g，进行2～5小时高频振动，振动过程用高速连续采集系统进行数据采集。

第四步，温度冲击稳定化处理

参见图11，对力矩器进行-40℃～120℃温度循环，循环次数3～5次；

第五步，高温稳定化处理

将力矩器放入100℃～160℃温箱，保温5～10小时；

本发明实施例提供的一种石英挠性加速度计力矩器稳定化处理方法，一方面，对加速度计力矩器进行振动稳定化处理，将高频振动台频率调至10kHz～20kHz，振动量级设为1g～5g，进行2～5小时高频振动，振动过程用高速连续采集系统进行数据收集。另一方面，对加速度计力矩器进行温度冲击稳定化处理，对力矩器进行-40℃～120℃温度循环，循环次数3～5次；又一方面，对加速度计力矩器进行高温稳定化处理，将力矩器放入100℃～160℃温箱，保温5～10小时；加速胶粘剂残余应力的释放、缩短磁畴调整的时间，使得力矩器气隙磁性能快速进入稳定期。

为了便于读者理解本发明实施例的具体内容，以下结合附图对本发明作进一步描述：

首先，按照以下步骤装卡力矩器：

(1)将附图2安装基座通过8个安装螺钉在外圈螺孔1处固定在专用高频振动台的台面上；

(2)将24个力矩器放置于附图2力矩器坐孔3内；

(3)检查力矩器研磨面所在平面度，覆盖上预紧垫片附图6；

(4)预紧压盖用12个螺钉通过附图4孔2(其中6个螺钉通过附图6孔2)固定在安装基座上如附图8。

在专用高频振动台上设置固定频率20kHz，振动量级1g，振动时间4小时,振动后检查力矩器研磨面；将力矩器进行-40℃至120℃的3个温度循环，温变速率10℃/分钟，低温和高温保温1小时；将力矩器放在温箱后设置150℃温箱，保温6小时，取出力矩器进行加速度计装配。

针对同批次的20只加速度计，10只进行稳定化处理，10只未作稳定化处理，从附图12可以看出未做稳定化处理的加速度计标度因数三个月稳定性小于20ppm的比例分别为30％，附图13看出做稳定化处理的加速度计标度因数三个月稳定性小于20ppm的比例分别为100％，说明本发明效果的有效性。

如上针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和/或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤、组件或其组合的存在或附加。

这些实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。