一种陀螺加速度计测试用温控装置的制作方法

1.本技术涉及一种高精度陀螺加速度计测试用外部环境温度控制装置，用于控制陀螺加速度计仪表测试时的外部环境温度，属于惯性仪表测试领域。


背景技术：

2.新型摆式积分陀螺加速度计对温度十分敏感，温度的微小波动或温度梯度的存在都将引起浮子质心的不稳定，而浮子质心不稳定是造成仪表精度变化的重要因素，因此要减小浮子干扰力矩，提高仪表测试的精度，必须对三浮惯性仪表环境温度波动控制在一定范围内。
3.新型摆式积分陀螺加速度计的温控精度和温度场的均匀性取决于多种因素，包括测温元件、加热元件的类型以及在仪表上的分布、温控系统参数的选择和测试环境的温度场等。新型摆式积分陀螺加速度计仪表的工作温度点显著高于室温，在仪表内部和外部环境之间存在较大温度梯度，将导致陀螺加速度计仪表内部温度场的不稳定，引起仪表浮子质心的变化，降低仪表的精度和测试数据的有效性。
4.新型摆式积分陀螺加速度计是我国新研制的高精度惯性仪表，其在重力场中测试时，对仪表的测试精度和标度因数稳定性等都提出了新的挑战。尤其随着陀螺加速度计的精度不断提高，也对现有的仪表外温控装置提出了新的要求。目前，陀螺加速度计测试时，用于监测外部环境温度的测温电路和加热电路彼此独立，外部温度场波动大，导致测量精度难以提高，同时，温控响应时间较长，严重消耗了时间和人力成本，测试效率较低。因此，亟需开发一种温度波动小、温控响应快的陀螺加速度计测试用的外部环境温度控制装置。


技术实现要素：

5.为了能够极大提高温控精度、温控响应速度，改善陀螺加速度计的测试环境，显著提高陀螺加速度计的测试精度和标度因数的标定工作，本技术公开了一种陀螺加速度计测试用温控装置。
6.本技术采用如下的技术方案：
7.一种陀螺加速度计测试用温控装置，包括基座，基座安装于测试转台，基座连接有中间盘，中间盘用于安装测试的陀螺加速度计；
8.中间盘的上下装配面分别连接有上壳组件和下壳组件，上壳组件包括连接于中间盘的上壳、连接于上壳的上测温加热组件，下壳组件包括连接于中间盘的下壳、连接于下壳的下测温加热组件；
9.中间盘连接有上罩、下罩、上外罩、下外罩，上罩位于上壳组件的外部，上外罩位于上罩的外部，下罩位于下壳组件的外部，下外罩位于下罩的外部。
10.在上述的温控装置中，所述上测温加热组件包括热敏电阻、加热片和接线片，上壳的外部上表面开设有安装槽，热敏电阻和加热片粘接在上壳的安装槽内，加热片粘接在上壳的外圆柱面和外部的端面，热敏电阻连接于测温电桥，测温电桥与加热片连接，测温电桥
接收到热敏电阻的阻值变化信息，控制加热片进行加热。
11.在上述的温控装置中，所述下测温加热组件包括热敏电阻、加热片和接线片，下壳的外部下表面开设有安装槽，热敏电阻和加热片粘接在下壳的安装槽内，加热片粘接在下壳的外圆柱面和外部的端面，热敏电阻连接于测温电桥，测温电桥与加热片连接，测温电桥接收到热敏电阻的阻值变化信息，控制加热片进行加热。
12.通过上述技术方案，上壳或下壳内温度变化时，热敏电阻的阻值随之发生变化，从而使得温控回路内的测温电桥输出失衡信号，该信号经过变换和功率放大后，馈向加热片进行加热，直到上壳或下壳内温度达到设定值。从而上壳和下壳内测试仪表的测量环境温度能够保持稳定。
13.在上述的温控装置中，所述加热片表面设置有聚酰亚胺薄膜。
14.在上述的温控装置中，所述上罩和下罩为隔热材质。
15.在上述的温控装置中，所述上外罩和下外罩为结构强度高的金属材料。
16.在上述的温控装置中，所述上壳与中间盘之间、下壳与中间盘之间均设置有胶木垫圈。
17.在上述的温控装置中，所述上壳和下壳为高导热率的材质。
18.在上述的温控装置中，所述基座包括相互垂直的水平装配部和圆柱形底座，圆柱形底座上有对称分布的贯通孔，中间盘安装于水平装配部，中间盘和水平装配部的中央均开设贯通中心孔。
19.在上述的温控装置中，所述上罩、下罩、上外罩、下外罩均开设有出线孔，上壳和下壳开设有出线槽，上壳的出线槽与上罩和上外罩的出线孔对齐，下壳的出线槽与下罩和下外罩的出线孔对齐。
20.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
21.(1)本技术通过设置上壳组件和下壳组件，可用于对陀螺加速度计测试过程中对测试环境的温度进行调节，解决了陀螺加速度计受环境温度影响而产生标度因数稳定性差、测试精度不高的问题，实现了陀螺加速度计精度的进一步提高，能够有效抑制环境温度对仪表测试性能的影响。
22.(2)本技术的温控装置可以有效的降低陀螺加速度计中温度波动或温度梯度造成的浮子质心不稳定，减小了浮子组件的干扰力矩，提高仪表测试的精度。
23.(3)本技术将陀螺加速度计整体放入温控装置内，并且在温控装置的上壳组件和下壳组件采取相互独立的测温和加热电路，上壳的上表面和外侧面、下壳的下表面和外侧面都有加热片可以实现发热，实现温控装置内的温度场更均匀、稳定。
24.(4)本发明中采用的测温电路和加热电路通过测温电桥连接，测温电阻的精度高、温漂小，能够实现对温控装置内部的温度场实时温度采集和进行温度补偿，显著提高对温度场波动的响应速度，而不需要手动的去调节温度场。
25.(5)本发明中基座的圆柱形底座上对称分布的贯通孔，能够实现与测试转台不同初始安装姿态的要求；装置中选用的螺钉、测温电阻、发热片、插头和插座等均可选用标准规格的，便于选配，显著降低加工和装配难度，减少生产成本。
附图说明
26.图1为本发明一种陀螺加速度计测试用温控装置结构示意图；
27.图2为图1的a向视图；
28.图3为基座的结构示意图；
29.图4为中间盘的结构示意图；
30.图5为上壳组件的结构示意图；
31.图6为下壳组件的结构示意图；
32.图7为上罩和下罩的结构示意图；
33.图8为上外罩和下外罩的结构示意图。
34.附图标记说明：1、基座；2、上外罩；3、中间盘；4、j20a-11z插座；5、上罩；6、上壳组件；7、测试仪表；8、下外罩；9、下壳组件；10、下罩；11、j20a-11t插头；12、胶木垫圈；13-16、开槽圆柱头螺钉；(17-18)、垫圈；19、上壳；(20-21，32-33)、加热片；22、接线片；23、热敏电阻；24、聚酰亚胺薄膜；25、502胶；26、硅橡胶；27、锡铅焊料；28、缩醛胶烘干液；29、棉丝线或尼龙绳；30、af导线；31、下壳。
具体实施方式
35.下面结合附图1-8和具体实施例对本技术作进一步详细的描述：
36.参照图1和图2，一种陀螺加速度计测试用温控装置，包括基座1，基座1安装于测试转台，基座1连接有中间盘3，中间盘3开设有贯通孔，中间盘3用于安装测试的测试仪表7，测试仪表为陀螺加速度计，陀螺加速度计通过中间盘3上靠近内边缘的贯通孔实现定位和螺栓固连，中间盘3的上下装配面分别连接有上壳组件6和下壳组件9，上壳组件6和下壳组件9能够对其内部的温度进行检测以及加热，从而有利于陀螺加速度计测试时环境温度的保持。
37.参照图3和图4，基座1为t型基座1，选用结构强度较高的铝合金，也可以选用钛合金，基座1包括相互垂直的水平装配部和圆柱形底座，圆柱形底座上有对称分布的贯通孔，基座1与测试转台通过螺钉固连，螺钉穿过贯通孔连接于测试转台，可以满足与测试转台不同安装姿态的要求，并且能够实现轴向的三对称安装和四对称安装的旋转要求，水平装配部有一个贯通中心孔，贯通中心孔的周围有贯通的螺纹孔，并且均匀的分布在同心圆上，中间盘3安装于水平装配部，通过对应的螺纹孔实现中间盘3与水平装配部之间的定位和固连。中间盘3的中心有一个贯通中心孔，用于放置测试的仪表，中间盘3的上表面开通两个导线槽，用于放置测试仪表的插头和插座的线匝。中间盘3选用钛合金棒材进行加工。中间盘3在基座上的设置，起到了隔震的作用，降低了陀螺加速度计受到的震动。
38.参照图5和图6，上壳组件6包括连接于中间盘3的上壳19、连接于上壳19的上测温加热组件，上壳19与中间盘3之间设置有胶木垫圈12，胶木垫圈12实现过渡连接，起到密封的作用，降低热量散失。上测温加热组件包括热敏电阻23、加热片(20-21)和接线片22，上壳19的外侧上表面开设有安装槽，热敏电阻23和接线片22粘接在上壳19的安装槽内，加热片(20-21)使用缩醛胶烘干液28作粘接剂，分别粘接在上壳19的外圆柱面和外部的端面，加热片(20-21)表面设置有聚酰亚胺薄膜24，保证加热片(20-21)与上壳19之间贴合紧密。热敏电阻(23)的阻值随温控罩内的温度发生变化，导致温控回路内的测温电桥输出失衡信号，
该信号经过变换和功率放大后，反馈向加热片(20-21，32-33)进行加热，温控罩内温度升高；当温控罩内温度达到设定值时，热敏电阻(23)的阻值对应发生变化，温控回路内的测温电桥输出信号重新恢复平衡，则加热片(20-21，32-33)停止加热。上测温加热组件连接有j20a-11z插座，j20a-11z插座用于连接电源。
39.下壳组件9包括连接于中间盘3的下壳31、连接于下壳31的下测温加热组件，下壳31与中间盘3之间设置有胶木垫圈12。下测温加热组件包括热敏电阻23、加热片(32-33)和接线片22，下壳31的外侧下表面开设有安装槽，热敏电阻23和加热片(32-33)粘接在下壳31的安装槽内，加热片(32-33)使用缩醛胶烘干液28作粘接剂，分别粘接在下壳31的外圆柱面和外部的端面，加热片(32-33)表面设置有聚酰亚胺薄膜24。下测温加热组件连接有j20a-11t插头11，j20a-11t插头11用于连接电源。
40.上壳19和下壳31上的热敏电阻23分别采集内部温度场的温度，并且分别通过各自的温控电路实现对外温控装置上部和下部的加热，使得外温控装置内部温度场保持均匀和稳定。
41.上壳19和下壳31选用导热率高、满足设计要求的铝合金棒材。加热片(20-21，32-33)根据所处的位置和所覆盖的面积大小，分别选取2～8ω的电阻值，满足其发热要求。上壳组件6和下壳组件9上的热敏电阻23选用选用阻值为500ω的mzbb-2铂薄膜热敏电阻23，分别采集内部温度场的温度，并且通过各自的温控电路实现对外温控装置上部和下部的加热，使得外温控装置内部温度场保持均匀和稳定。
42.热敏电阻23的导线和加热片(20-21，32-33)的导线通过锡铅焊料27焊接在接线片22上，导线可以为af导线30，并用棉丝线或尼龙绳29将af导线30捆绕成匝，防止线路混乱。
43.上壳组件6和下壳组件9上的导线分别从上罩5和上外罩2、下罩10和下外罩8的侧孔穿出，并且使用硅橡胶26固定，导线捆绑成束，防止串线。
44.参照图7和图8，将下壳组件9安装在中间盘3上，并且通过中间盘3的下装配面上对应的贯通孔实现定位和连接，将上壳组件6与上外罩2的组合体安装在中间盘3上。中间盘3连接有上罩5、下罩10、上外罩2、下外罩8，上罩5位于上壳组件6的外部，通过法兰盘上相应的贯通孔定位和螺栓固连，并且保证上罩5侧面的出线孔与上壳组件6上的出线槽保持在同一位置，上外罩2位于上罩5的外部，通过相应的贯通孔实现定位和螺栓固连，保证上外罩2侧面的出线孔、上罩5和上壳组件6上的出线槽保持在同一位置，下罩10位于下壳组件9的外部，通过法兰盘上相应的贯通孔定位和螺栓固连，并且确保下罩10侧面的出线孔与下壳组件9上的出线槽保持在同一位置，下外罩8位于下罩10的外部，通过相应的贯通孔实现定位和螺栓固连，保证下外罩8侧面的出线孔、下罩10和下壳组件9上的出线槽保持在同一位置。
45.上罩5和下罩10为隔热材质，即为隔热效果好的高分子材料，本实施例中，上罩5和下罩10选用保温效果良好的胶木层压棒材料，防止上壳组件6和下壳组件9上发热片的热量散失，保持温控装置内部温度场的均匀性和稳定性。上外罩2和下外罩8为结构强度高的金属材料，防止温控装置内部的零组件遭受外部载荷的撞击和挤压。
46.本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知常识技术。
47.本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方
案的保护范围。