Puntos claveProducto: Acelerómetro de cuarzo Q-FlexCaracterísticas clave:Componentes: Diseño de péndulo de cuarzo de alta pureza con un sistema de retroalimentación de circuito cerrado para mediciones precisas de la aceleración.Función: Proporciona datos de aceleración precisos y estables, con poco ruido y buena estabilidad a largo plazo, especialmente eficaz en funcionamiento en circuito cerrado.Aplicaciones: Ideal para navegación de aeronaves y control de actitud, exploración geológica y entornos industriales que requieren mediciones inerciales precisas.Método de medición: Medición de respuesta de frecuencia de circuito cerrado, lo que garantiza una estimación confiable de los parámetros de amortiguación y un rendimiento preciso.Conclusión: El acelerómetro Q-Flex ofrece alta precisión y estabilidad, lo que lo hace valioso para aplicaciones de navegación, control y medición industrial.El acelerómetro Q-Flex es un tipo de dispositivo de medición inercial que utiliza el péndulo de cuarzo para medir la aceleración del objeto mediante la característica de desviarse de la posición de equilibrio por la fuerza de inercia. Gracias al bajo coeficiente de temperatura del material de cuarzo de alta pureza y a las características estructurales estables, el acelerómetro Q-Flex tiene alta precisión de medición, bajo ruido de medición, buena estabilidad a largo plazo y se usa ampliamente en control de actitud, navegación y guía de aeronaves. así como exploración geológica y otros entornos industriales.1.Método de detección del acelerómetro Q-FlexCuando el sistema es de bucle abierto, debido a que el sistema no puede producir un momento de retroalimentación, el conjunto del péndulo está sujeto a un momento de inercia débil o al momento activo del convertidor de torque, el péndulo de cuarzo toca fácilmente el hierro del yugo y se satura, lo que lo hace Es muy difícil probar los parámetros de amortiguación en el estado de circuito abierto, por lo tanto, se considera que los parámetros de amortiguación se miden en el estado de circuito cerrado del sistema.Las características de frecuencia de bucle cerrado del sistema de control reflejan la variación de la amplitud y fase de la señal de salida con la frecuencia de la señal de entrada. La respuesta de frecuencia del sistema estabilizado está a la misma frecuencia que la señal de entrada, y su amplitud y fase son funciones de la frecuencia, por lo que la curva característica amplitud-fase de la respuesta de frecuencia se puede aplicar para determinar el modelo matemático del sistema. . Para obtener los parámetros de amortiguación reales del acelerómetro, se utiliza el método de medición de la respuesta de frecuencia de bucle cerrado.En el método de medición de respuesta de frecuencia de circuito cerrado, el acelerómetro se fija en la mesa de vibración horizontal en el estado de "péndulo", de modo que la dirección de entrada de aceleración de la mesa de vibración está alineada con el eje sensible del acelerómetro y el acelerómetro se coloca horizontalmente en el estado de "péndulo", lo que puede eliminar la asimetría de la fuerza gravitacional en la aceleración de entrada. La colocación horizontal del acelerómetro en el "estado de péndulo" elimina el efecto de la gravedad sobre la asimetría de la aceleración de entrada.Fig.1 Curva característica de frecuencia de amplitud de bucle cerrado de qfasAl controlar el agitador horizontal, se aplica al acelerómetro Q-Flex una señal de aceleración sinusoidal de 6 g (g es la aceleración de la gravedad, 1 g ≈ 9,8 m/s2), con una frecuencia que aumenta gradualmente de 0 a 600 Hz. que puede reflejar la atenuación de amplitud y el retraso de fase de la salida del acelerómetro dentro del rango de diseño y el ancho de banda del acelerómetro. El acelerómetro producirá la salida correspondiente bajo la acción de la mesa vibratoria, el registrador de alta frecuencia de muestreo conectado a ambos lados de la resistencia de muestreo, registrará la salida del acelerómetro y trazará la curva característica de amplitud-frecuencia que se muestra en la Figura 1.En la banda de paso de la curva característica de amplitud-frecuencia del acelerómetro, el acelerómetro de flexión de cuarzo mantiene una buena capacidad de aceleración, con el aumento de la frecuencia de aceleración de entrada, el pico de resonancia del sistema a 565 Hz, el pico de resonancia es Mr=32 dB, la frecuencia de corte del sistema es 582Hz, la amplitud del sistema en la frecuencia comenzó a producir más de 3dB de atenuación. Dado que se conocen la inercia rotacional, la rigidez y el resto de parámetros del bucle de servocontrol del acelerómetro Q-Flex, se utilizan las características de amplitud-frecuencia del sistema para resolver el parámetro desconocido δ. La función de transferencia de circuito cerrado del sistema está dada comoEcuación 1El método de mínimos cuadrados estima los parámetros del modelo en función de los datos observados reales, y se obtiene un conjunto de datos de amplitud de frecuencia generando una entrada de aceleración externa a través de un agitador horizontal, que se mide mediante un registro de pluma, como se muestra en la Tabla 1.Tab.1 Datos de muestreo de amplitudes de frecuencia de qfasLa función de respuesta amplitud-frecuencia del sistema de acelerómetro de flexión de cuarzo con parámetros conocidos es la función objetivo, y la suma residual de cuadrados con parámetros desconocidos se establece comoEcuación 2Donde, n es el número de puntos característicos seleccionados. Usando la ecuación anterior, se selecciona un valor adecuado de δ para que D(δ) tenga el valor mínimo. El coeficiente de amortiguación deseado se obtiene como δ=7,54×10-4N·m·s/rad utilizando un ajuste de mínimos cuadrados.Se establece el modelo de simulación de circuito cerrado del sistema, se sustituye el coeficiente de amortiguación en el modelo de cabezal del acelerómetro de flexión de cuarzo, se simula el sistema y se traza la curva característica de amplitud-frecuencia del sistema como se muestra en la Fig. 2. que está más cerca de la curva medida.Fig.2 Amplitud de realidad Característica de frecuencia y salida de simulación de parámetrosAlgunos estudios han resuelto la distribución de amortiguación de la película piezoeléctrica en la superficie del péndulo mediante el método de diferencia en el dominio del tiempo finito, y el coeficiente de amortiguación de la película piezoeléctrica del péndulo es 1,69×10-4N·m·s/rad, que indica que el coeficiente de amortiguación obtenido por la identificación de la respuesta amplitud-frecuencia del sistema tiene el mismo orden de magnitud que el valor teórico calculado, y el error se origina en la amortiguación del material de la estructura mecánica, el error de montaje durante la instalación y las pruebas, el error de entrada del agitador y otros factores ambientales. factores ambientales.2.ConclusiónMicro-Magic Inc proporciona acelerómetros de cuarzo de alta precisión, como el AC-5, con pequeño error y alta precisión, que tienen una estabilidad de polarización de 5 μg, una repetibilidad del factor de escala de 50 ~ 100 ppm y un peso de 55 gy pueden ser ampliamente utilizados. utilizado en los campos de la perforación petrolera, el sistema de medición de microgravedad del portador y la navegación inercial. AC5Acelerómetro de péndulo de cuarzo de gran rango de medición de 50 g Acelerómetro flexible de cuarzo