一种重力敏感器阻尼系数测试方法.pdf

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1、134传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2015年第34卷第12期DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)12-0134--04一种重力敏感器阻尼系数测试方法贾立民，吴畏，褚宁，裴闯(天津航海仪器研究所，天津300131)摘要：当重力敏感器内部充满阻尼液时，其表体内弹性系统的阻尼系数由阻尼液粘度和敏感器内部结构共同决定。提出了一种实际测量重力敏感器阻尼系数的测试方法。分析了重力敏感器的阻尼系数和内部结构的关系，给出了敏感器工作原理模型，推导出敏感质量振幅的函数关系式。通过在力矩线圈上施

2、加不同频率、不同幅值的激励源信号并测试敏感质量振幅的方式，绘制出不同阻尼系数下敏感质量的振幅一频率关系曲线，将之与理论函数曲线对照来确定相应的阻尼系数值。试验结果表明：该阻尼系数测试方法能够有效地测试出充满不同粘度阻尼液的重量敏感器的阻尼系数，为阻尼液粘度的选取和控制回路的设计提供参考。关键词：重力敏感器；阻尼系数；振幅；频率；测试中图分类号：U666．1文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)12-0134-04AmethodformeasuringdampingcoeficientofgravitysensorJIALi—min，WUWei，

3、CHUNing，PEIChuang(TianjinInstituteofNavigationInstrument，Tianjin300131，China)Abstrhct：Dampingcoeficientofgravitysensorfullofdampingliquidisaffectedbytwofactors，whichareviscosityofdampingliquidlandinnerstructureofsensor．Amethodformeasuringdampingcoefficientisstudied．Relationshipbetwe

4、endampingcoeficientandinnerstructureofsensorisanalyzed，workingprinciplemodelforsensoriSgiven，functionrelationalexpressionforamplitudeofmassofsensorisdeducted．Severalcurvesofamplitude—frequencywithdifferentdampingcoeficientsareplottedbyexperiments，whichareapplyingdifferentexternalsou

5、rcesignalsontorquecoilandmeasuringtheamplitudesignalsofmassofsensor．SovalueofdampingcoeficientisobtainedbycomparingtheexperimentalcurveswiththeoreticalCurves．Testresultsshowthatthismethodcaneffectivelymeasuredampingcoefficientofgravitysensorfullofdifferentdampingliquid，andthatpmvide

6、referencesforchoosingviscosityofdampingliquidanddesigningcontrolcircuit．Keywords：gravitysensor；dampingcoeficient；amplitude；frequency；test0引言尼系数值选取不合理，则会影响重力仪的测量精度和测量海洋重力仪是提高舰船惯导系统精度的重要设备，主效果。因此，如何确定重力敏感器的阻尼系数并将之控制要由惯性稳定平台和重力敏感器两部分组成。重力敏感器在合理范围就显得尤为重要。测量重力值的方式多种多样，但采用最多的是利用弹簧伸本文针对充有阻

7、尼液的强阻尼重力敏感器，提出了一缩来敏感重力差值的方式。目前，国际上具有代表性的弹种有效测量敏感器表体阻尼系数的方法。该方法通过在力簧式重力敏感器多采用轴对称垂直弹簧(零长弹簧)的结矩线圈上施加不同频率的正弦激励源，从而引起敏感质量构，这种特有的物理结构能够将所处位置重力加速度的变产生不同幅值正弦振荡的方式，能够较为准确地测量出敏化量转换为电信号，并通过线路闭环控制，从而对重力加速感器弹性系统实际的阻尼系数。再选取合适粘度的阻尼度进行精确测量J。由于海洋环境的特殊性，海浪对重液，可以将敏感器弹性系统的阻尼系数调整到所需的合理力敏感器的干扰较为明显，为了尽可能抑

8、制这种短周期的范围，有利于提高重力仪测