【技术实现步骤摘要】
一种谐振式加速度计力-频率关系方程建立方法
本专利技术涉及一种谐振式加速度计结构，特别是一种谐振式加速度计力-频率关系方程建立方法，属于惯性导航设计领域的MEMS(Micro-electromechanicalSystems)传感器设计方向。
技术介绍
加速度计面世后一直作为最重要的惯性仪表之一，用在惯性导航和惯性制导系统中，与海陆空天运载体的自动驾驶及高技术武器的高精度制导联系在一起而受到重视。近年来，由于航空、航海和航天领域对惯性测量元件的更高要求，各种新型加速度计应运而生，其性能和精度也有了很大的完善和提高。加速度计按惯性检测质量的运动方式、支撑方式、有无反馈信号、加矩方式、敏感信号方式和工作原理可分为不同种类。其中，谐振式加速度计可直接把加速度转化为频率输出，避免了幅度测量的误差，不易受到环境噪声的干扰，而且准数字输出可简化接口电路，在传输和处理过程中也不易出现误差，并且具有高灵敏度、宽动态范围的优点，使得目前许多研究机构热衷于对其的研究。但是，由于技术水平的限制，目前国内研制的谐振式加速度计产品灵敏度和分辨率还不能达到高精度应用的要求。因而，需要通过建立...
【技术保护点】
1.一种谐振式加速度计力‑频率关系方程建立方法，其特征在于：具体包括谐振式加速度计控制方程的建立和谐振式加速度计力‑频率关系方程的建立两个基本步骤；步骤一，所述谐振式加速度计控制方程的建立包括：建立谐振式加速度计力学模型：将谐振式加速度计等效为两端固支的欧拉梁，质量块等效为质量为m，不计尺寸小板将支撑梁等效为限定质量块只能左右移动的边界条件，得内部结构的力学模型；建立谐振式加速度计简化力学模型：当有加速度作用在质量块上时，质量块m上产生一个惯性力2F，惯性力使得谐振式加速度计简化力学模型产生一个方向向右的力，作用在梁的轴向上；为了便于找到这个轴向力在左右梁的分布情况，对谐振...
【技术特征摘要】
1.一种谐振式加速度计力-频率关系方程建立方法，其特征在于：具体包括谐振式加速度计控制方程的建立和谐振式加速度计力-频率关系方程的建立两个基本步骤；步骤一，所述谐振式加速度计控制方程的建立包括：建立谐振式加速度计力学模型：将谐振式加速度计等效为两端固支的欧拉梁，质量块等效为质量为m，不计尺寸小板将支撑梁等效为限定质量块只能左右移动的边界条件，得内部结构的力学模型；建立谐振式加速度计简化力学模型：当有加速度作用在质量块上时，质量块m上产生一个惯性力2F，惯性力使得谐振式加速度计简化力学模型产生一个方向向右的力，作用在梁的轴向上；为了便于找到这个轴向力在左右梁的分布情况，对谐振式加速度计简化力学模型做一个简化，将质量块看做集中质量m，与其连接的左右两梁的刚度分别为k1、k2，两根梁的轴向位移分别为x1、x2，由此可得到简化后的谐振式加速度计的简化力学模型；当质量块m受到一个2F拉力时，由简化力学模型可知k1x1+k2x2＝2F，其中，x1＝x2，所以，左端梁受拉力：右端梁受拉力：通过分析得知只有当k1＝k2，左右两端梁受力才为F；为方便研究，假设两梁完全相同；对谐振式加速度计的力学模型进行分析，根据哈密尔顿原理建立如下数学模型；谐振式加速度计内部结构的动能为其中，ρ为梁的材料密度，A为梁的等效横截面积，l为梁的轴向长度，m为梁的集中质量，u1、u2分别为左梁和右梁发生轴向拉伸的位移，v1、v2分别为左梁和右梁垂直于轴向的位移，为左梁的纵向、横向速度，为右梁的纵向、横向速度，为质量m的纵向速度；势能为虚功为δW＝F·δu1(l)，对势能方程求变分可得其中，σ1x、σ2x为左右两梁受到的应力，δ表示变分，ε1x、ε2x代表两根梁在x方向的应变；应变由四部分组成：F引起的应变大小为其中，E为材料杨氏模量；x方向中性面的轴向线应变，应变大小为x方向中性面外任意一点的形变，应变大小为其中，y为梁宽的一半；几何非线性项，其大小为综上，将动能、势能和虚功的表达式代入哈密尔顿方程得其中，J为谐振梁的转动惯量，E为材料的杨氏模量，分别为左梁轴线上任意一点处纵向和横向加速度，分别为右梁轴线上任意一点处纵向和横向加速度，为质量m的纵向加速度；由加速度计实际模型可知边界条件为：当x＝0时，v1＝0,v′1＝0,v2＝0,v′2＝0,u1＝0,u2＝0，当x＝l时，v1＝0,v′1＝0,v2＝0,v′2＝0,u1(l)+u2(l)＝0,EA[u′1(l)-u′2(l)]+mü1(l)＝F；将...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晶，江静，满芮，李一卓，
申请(专利权)人：北京联合大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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