本发明专利技术公开了一种基于空间十字挠性支撑结构的相对重力敏感装置，包括由外框、外框顶部的盖板和外框底部的基板构成的密闭腔体；盖板的底部设有上环形极板，基板固定有下环形极板，上下环形极板同轴布置；密闭腔体内设有摆锤，摆锤包括左锤体和右锤体，左锤体和右锤体之间通过一十字挠性支撑部件连接；左锤体位于上环形极板和下环形极板的中间位置，左锤体的下部固定有磁钢和导磁帽；下环形极板内设有固定在基板上的线圈组件；线圈组件处在磁钢的外围，磁钢与线圈组件同轴布置，左锤体、磁钢和导磁帽组成了本发明专利技术相对重力敏感装置的质量块；右锤体固定在基板右方的斜面上。本发明专利技术具有体积小、灵敏度高、稳定性好等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于重力加速度测量仪器领域，具体是一种基于空间十字挠性支撑结构的相对重力敏感装置。
技术介绍
重力场是地球固有的物理属性。重力仪通过对重力的监测，可以提供地壳运动、资源勘查、地震预报等所需要的基本信息，还可以得出局域重力场分布图，为导弹精密轨道测定、潜艇无源导航、卫星发射等提供必要的数据。重力仪分为相对重力仪和绝对重力仪。相对重力仪是指测量重力加速度g的相对变化，需要标定后才能得出绝对重力值。多数相对重力仪采用零长弹簧或超导原理，可以达到较高精度，但通常体积庞大，结构复杂，造价昂贵。绝对重力仪多采用抛物法和原子干涉法。抛物法测量绝对重力的基本原理是根据落体在某一时间内下落或上升的距离得到绝对重力加速度g的大小。这种方法精度高，但会受到很多干扰因素的影响，如大地脉动、真空度、落体下偏摆等问题。因此，研制高精度小型化的相对重力仪具有重要意义
技术实现思路
现有重力仪多采用零长弹簧结构，针对零长弹簧制造工艺复杂、易受温度影响、体积大等问题，本专利技术提供一种基于空间十字挠性支撑结构的相对重力敏感装置，其核心组件是呈十字支撑的单晶硅片，具有体积小、灵敏度高、稳定性好等优点。为了解决上述技术问题，本专利技术出的一种基于空间十字挠性支撑结构的相对重力敏感装置，包括由外框、外框顶部的盖板和外框底部的基板构成的密闭腔体；所述盖板的底部设有上环形极板，所述基板固定有下环形极板，所述上环形极板和所述下环形极板同轴布置；所述基板上、位于密闭腔体内的右方设有一凸台，所述凸台的右端设有一与水平方向呈30°的斜面；所述密闭腔体内设有摆锤，所述摆锤包括左锤体和右锤体，所述左锤体和右锤体之间通过一十字挠性支撑部件连接；所述左锤体位于所述上环形极板和所述下环形极板的中间位置，所述左锤体的下部设有上凹的圆柱空腔，所述圆柱空腔内固定有磁钢，所述磁钢上设有导磁帽；所述下环形极板内设有设有线圈组件，所述线圈组件由线圈骨架和导线构成；所述线圈组件处在所述磁钢的外围，所述磁钢与所述线圈组件同轴布置，所述线圈组件固定在所述基板上；所述右锤体固定在基板右方的斜面上；所述十字挠性支撑部件由第一硅片、第二硅片和第三硅片构成，所述第一硅片和第三硅片的宽度是第二硅片宽度的二分之一；所述第一娃片和第三娃片分别侧立在第二娃片的两端，所述第一娃片、第二娃片和第三硅片的布局是:从所述第二硅片的侧立面投影是呈十字形；所述第一硅片和第三硅片的中间区域为镀金区域；所述第一硅片和所述第三硅片的同一端及所述第二硅片的一端与所述左锤体连接，所述第一硅片、所述第二硅片和所述第三硅片的另一端均与所述右锤体连接。进一步讲，本专利技术基于空间十字挠性支撑结构的相对重力敏感装置，其中，所述导磁帽、所述外框、所述基板、所述盖板、所述摆锤的材料相同，均采用低膨胀铁镍合金材料。所述盖板和所述基板上分别设有用于安装绝缘子的通孔；所述上环形极板和下环形极板均采用氧化铝陶瓷，所述上环形极板和下环形极板的表面镀金，从而起到电容极板的作用，由镀金部分引导线连接至绝缘子的一端；使用时，所述绝缘子的另一端连接至再平衡回路，通过再平衡回路测量两极板间的电容差来检测重力的变化。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是:由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，摆锤的右锤体5固定在基板7的30度斜面上。而摆锤的左右两部分锤体通过由硅片构成的十字挠性支撑部件连接，而且硅片与各锤体的固定通过螺钉和压块实现。构成十字挠性支撑部件的三块硅片的分布位置为:前后两面竖直放置窄硅片，中间放置宽硅片。三张硅片存在唯一的交点，要通过减轻或加重摆锤的右锤体5来调节其重心位置与硅片交点在同一水平面。左锤体14内有圆柱空腔，用来放置磁钢13和导磁帽12，左锤体14、磁钢13和导磁帽12组成了本专利技术相对重力敏感装置的质量块。本专利技术的核心组件是呈十字支撑的单晶硅片，具有体积小、灵敏度高、稳定性好等优点。【附图说明】图1是本专利技术相对重力敏感装置的主视图；图2是图1所示相对重力敏感装置的俯视图；图3是本专利技术中十字支撑部件空间位置示意图；图4-1是本专利技术中摆锤左半部分左视图；图4-2是本专利技术中摆锤右半部分右视图。其中:卜上环形极板2-盖板3-夕卜框4-十字挠性支撑部件5-右锤体6-固定螺钉 7-基板8-圆盖9、17,23-紧固螺钉孔10-下环形极板11-线圈组件12-导磁帽13-磁钢14-左锤体 15-第一绝缘子孔 16-第二绝缘子孔18-第一硅片19-第二硅片 20-第三娃片2卜镀金区域22-调节孔【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本专利技术进行解释说明，并不用以限制本专利技术。如图1和图2所示，本专利技术一种基于空间十字挠性支撑结构的相对重力敏感装置，包括由外框3、外框顶部的盖板2和外框底部的基板7构成的密闭腔体，外框3的底部设四个螺纹孔9，方便将该装置固定在被测载体上。所述盖板2上设有紧固螺钉孔17，通过螺钉与外框3固定。所述盖板2的底部设有上环形极板1，所述盖板2的下方有阶梯孔，用来放置并固定上环形极板1。所述基板7固定有下环形极板10，所述上环形极板1和所述下环形极板10同轴布置。所述密闭腔体内设有摆锤，所述摆锤包括左锤体14和右锤体5，所述左锤体14和右锤体5之间通过一十字挠性支撑部件4连接，右锤体5是固定在基板7上的(如图4-2所示，在右锤体5和基板对应的位置处设有紧固螺钉孔23，通过固定螺钉将右锤体5固定在基板7上)，左锤体14可上下移动，如图4-1所示，左锤体14的左侧面上设计两个调节孔，该两个调节孔22设计为螺纹孔，通过与螺纹孔装配的螺钉的质量来调节摆锤的中心位置。所述左锤体14位于所述上环形极板1和所述下环形极板10的中间位置，左锤体14与上、下环形极板1和10构成差分电容；所述左锤体14的下部设有上凹的圆柱空腔，所述圆柱空腔内固定有磁钢13，所述磁钢13上设有导磁帽12 ;本专利技术中将磁钢13置于摆锤的内部，磁钢13的材料应选用可以提供强磁场的永磁材料，作为一种优选实施方式选用钐钴。所述磁钢13为钐钴材料构成的圆柱体，上下分别由摆锤和导磁帽12定位。磁钢13介于摆锤和导磁帽13中间，为了固定，磁钢13与摆锤内孔(即圆柱空腔)和导磁帽12均为过盈配合。所述磁钢13使用前要清除所有毛刺，在放大镜下检查圆周和端面不允许有裂纹。另外，所述磁钢13应先去磁，再沿轴向冲磁。所述导磁帽12与外框3的材料相同，所述导磁帽12与磁钢13通过环氧树脂粘接，所述导磁帽12的作用是改变磁感线的分布。所述下环形极板10内设有设有线圈组件11，所述线圈组件11由线圈骨架和导线构成，所述线圈骨架为硬铝LY12构当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于空间十字挠性支撑结构的相对重力敏感装置，包括由外框(3)、外框顶部的盖板(2)和外框底部的基板(7)构成的密闭腔体；其特征在于：所述盖板(2)的底部设有上环形极板(1)，所述基板(7)固定有下环形极板(10)，所述上环形极板(1)和所述下环形极板(10)同轴布置；所述基板(7)上、位于密闭腔体内的右方设有一凸台，所述凸台的右端设有一与水平方向呈30°的斜面；所述密闭腔体内设有摆锤，所述摆锤包括左锤体(14)和右锤体(5)，所述左锤体(14)和右锤体(5)之间通过一十字挠性支撑部件(4)连接；所述左锤体(14)位于所述上环形极板(1)和所述下环形极板(10)的中间位置，所述左锤体(14)的下部设有上凹的圆柱空腔，所述圆柱空腔内固定有磁钢(13)，所述磁钢(13)上设有导磁帽(12)；所述下环形极板(10)内设有设有线圈组件(11)，所述线圈组件(11)由线圈骨架和导线构成；所述线圈组件(11)处在所述磁钢(13)的外围，所述磁钢(13)与所述线圈组件(11)同轴布置，所述线圈组件(11)固定在所述基板(7)上；所述右锤体(5)固定在基板(7)右方的斜面上；所述十字挠性支撑部件(4)由第一硅片(18)、第二硅片(19)和第三硅片(20)构成，所述第一硅片(18)和第三硅片(20)的宽度是第二硅片(19)宽度的二分之一；所述第一硅片(18)和第三硅片(20)分别侧立在第二硅片(19)的两端，所述第一硅片(18)、第二硅片(19)和第三硅片(20)的布局是：从所述第二硅片(19)的侧立面投影是呈十字形；所述第一硅片(18)和第三硅片(20)的中间区域为镀金区域；所述第一硅片(18)和所述第三硅片(20)的同一端及所述第二硅片(19)的一端与所述左锤体(14)连接，所述第一硅片(18)、所述第二硅片(19)和所述第三硅片(20)的另一端均与所述右锤体(5)连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李醒飞，杨少波，阎姗姗，董九志，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。