一种大过载条件下石英挠性加速度计全温标定装置结构的制作方法

文档序号:12562357阅读:295来源:国知局

本实用新型涉及温度标定技术领域,更具体的说是涉及一种大过载条件下石英挠性加速度计全温标定装置结构。



背景技术:

石英挠性加速度计是惯性导航系统的核心惯性器件之一,加速度计的精度直接影响到惯性导航系统精度。影响加速度计精度主要有两方面因素:一是来自加速度计自身的,如结构设计、加工工艺等;另一个方面来自加速度计工作或标定时所处的外部环境条件,如温度、湿度、电磁干扰、振动、冲击等。

影响加速度计精度的外部条件很多,温度变化是限制其精度提高的主要因素之一。当温度发生改变时,加速度计的误差模型也将发生改变。为了减少温度对石英挠性加速度计精度的影响,在研究石英挠性加速度计数学模型的系数随温度变化规律的基础上,建立加速度计温度模型,并利用该模型对石英挠性加速度计进行温度补偿。为了分析并补偿石英挠性加速度计温度改变带来的误差,通常采用的办法是在高低温试验箱的转台内进行加速度计静态温度试验。在1g重力场内对石英挠性加速度计温度特性模型进行辨识时,环境因素(如温度)、输入加速度对加速度计输出的影响可视为互相独立和符合叠加原理的条件;而在大过载条件下,加速度计温度模型会受输入加速度的影响而有所改变。目前广泛使用的高低温试验箱体积庞大、质量重,无法直接用于高速旋转的离心转台。

因此,如何能提供一种可以固定于高速转台上实现全温标定的温控装置是本领域技术人员亟需解决的问题。



技术实现要素:

有鉴于此,本实用新型提供了一种大过载条件下石英挠性加速度计全温标定装置结构,不仅可以固定于高速转台上实现石英挠性加速度计的全温标度,而且体积小、质量轻、结构简单、使用方便,具有广阔的市场应用空间。

为了实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:

一种大过载条件下石英挠性加速度计全温标定装置结构,包括:基座;固定在所述基座上的加速度计台体;设置在所述加速度计台体内侧的石英挠性加速度计;所述加速度计台体的两端均设置有TEC半导体制冷片和相变材料盒;与所述相变材料盒连接的外壳;固定在所述外壳顶端的温控电路板;包裹在所述外壳外表面的保温层。

优选的,在上述一种大过载条件下石英挠性加速度计全温标定装置结构中,所述加速度计台体为所述六面体中空结构,所述石英挠性加速度计固定在六面体中空结构的内侧。

优选的,在上述一种大过载条件下石英挠性加速度计全温标定装置结构中,所述加速度计台体和所述外壳均是由铝合金材料制作而成。

优选的,在上述一种大过载条件下石英挠性加速度计全温标定装置结构中,所述石英挠性加速度计设置有两个。

优选的,在上述一种大过载条件下石英挠性加速度计全温标定装置结构中,所述基座的底部设置有螺纹孔,并且所述加速度计台体是通过所述螺纹孔分别与所述基座和离心机转台进行固定连接。

优选的,在上述一种大过载条件下石英挠性加速度计全温标定装置结构中,所述基座的材质为氧化锆陶瓷。

优选的,在上述一种大过载条件下石英挠性加速度计全温标定装置结构中,所述TEC半导体制冷片固定在所述相变材料盒的表面,并且所述TEC半导体制冷片的制冷面通过弹簧螺栓紧贴于所述石英挠性加速度计的表头。

优选的,在上述一种大过载条件下石英挠性加速度计全温标定装置结构中,所述相变材料盒内填充有相变材料。

优选的,在上述一种大过载条件下石英挠性加速度计全温标定装置结构中,所述TEC半导体制冷片设置有制冷模式和加热模式,其中在低温标定-40℃-0℃的范围内,所述TEC半导体制冷片为制冷模式,通过所述相变材料盒内的相变材料和冷藏箱预冷的方式给所述TEC半导体制冷片降温;在高温标定0℃-60℃的范围内,通过所述温控电路板使所述TEC半导体制冷片的电流反向,使所述TEC半导体制冷片成为普通的半导体加热片。

优选的,在上述一种大过载条件下石英挠性加速度计全温标定装置结构中,所述保温层的材质为聚氨酯泡沫。

经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本实用新型公开提供了一种大过载条件下石英挠性加速度计全温标定装置结构,首先基座的底部设置有螺纹孔,通过螺纹孔与离心机转台固定连接,保证大过载条件下整体装置的刚度和强度;并且TEC半导体制冷片的制冷面紧贴于石英挠性加速度计的表头,进行低温温度标定时,TEC半导体制冷片为制冷模式,此时利用相变材料盒中填充的相变材料给TEC半导体制冷片降温,保证半导体制冷片冷热面具有足够的温差,提高其制冷效率;TEC半导体制冷片进行高温温度标定时,通过温控电路板使TEC半导体制冷片的电流反向,使其成为普通半导体加热片,控制石英挠性加速度计至设定温度,实现石英挠性加速度计全温标定的温度控制,结构简单,使用方便。

其次基座采用氧化锆陶瓷,减少了热传导,保证保温效果,并且加速度计台体和外壳均采用铝合金,不仅该材料质量轻、导热性好,可以使石英挠性加速度计快速达到温度平衡;同时保温层采用聚氨酯泡沫,可以防止与外界进行热交换,进一步确保温度的平衡性。

因此,本实用新型不仅体积小、质量轻、结构简单、能承受高速旋转,满足了高速离心机的试验要求,而且可以实现大过载条件下石英挠性加速度计的全温标定试验,能够进行加速度计温度系数的测试和校准,使用方便,同时本实用新型能够进行加速度的相关可靠性试验,应用范围更加广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种大过载条件下石英挠性加速度计全温标定装置结构,不仅可以通过螺纹与离心机转台进行固定连接,保证整个结构在大过载条件下的刚性,实现石英挠性加速度计的全温标定-40℃-60℃试验,满足加速度计温度系数测试、校准的需要,而且结构简单、使用方便。

请参阅相关附图为本实用新型提供的一种大过载条件下石英挠性加速度计全温标定装置结构,具体包括:基座4;固定在基座4上的加速度计台体8;设置在加速度计台体8内侧的石英挠性加速度计3;加速度计台体8的两端均设置有TEC半导体制冷片7和相变材料盒6;与相变材料盒6连接的外壳2;固定在外壳2顶端的温控电路板1;包裹在所述外壳2外表面的保温层5。

为了进一步优化上述技术方案,加速度计台体8为六面体中空结构,石英挠性加速度计3固定在六面体中空结构的内侧。

为了进一步优化上述技术方案,加速度计台体8和外壳2均是由铝合金材料制作而成,该材料质量轻、导热性好,可以使石英挠性加速度计3尽快达到温度的平衡。

为了进一步优化上述技术方案,石英挠性加速度计3设置有两个。

为了进一步优化上述技术方案,基座4的底部设置有螺纹孔,并且加速度计台体8是通过螺纹孔分别与基座4和离心机转台进行固定连接,保证大过载条件下整个装置的刚度。

为了进一步优化上述技术方案,基座4的材质为氧化锆陶瓷,减少热传导,保证保温效果。

为了进一步优化上述技术方案,TEC半导体制冷片7固定在相变材料盒6的表面,并且TEC半导体制冷片7的制冷面通过弹簧螺栓紧贴于石英挠性加速度计3的表头。

为了进一步优化上述技术方案,相变材料盒6内填充有相变材料,相变材料是一类在其本身发生相变的过程中,可以吸收环境的冷热量,并在需要时向环境释放冷热量,从而达到长时间保持自身及周围小范围内恒温环境的材料。

为了进一步优化上述技术方案,TEC半导体制冷片7设置有制冷模式和加热模式,其中在低温标定-40℃-0℃的范围内,TEC半导体制冷片7为制冷模式,通过相变材料盒6内的相变材料和冷藏箱预冷的方式给TEC半导体制冷片7降温;在高温标定0℃-60℃的范围内,通过所述温控电路板1使TEC半导体制冷片7的电流反向,使TEC半导体制冷片7成为普通的半导体加热片。

为了进一步优化上述技术方案,保温层5的材质为聚氨酯泡沫,可以防止与外界热量交换过快,确保温度的均匀性。

为了进一步优化上述技术方案,外壳2与基座4固连。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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