一种基于有限元分析模型的惯性传感器修正的验证方法技术

本发明专利技术提供了一种基于有限元分析模型的惯性传感器修正的验证方法，调整现有惯性传感器中的检验质量的尺寸和与电极板的间距，得到改进的惯性传感器；利用有限元分析模型，得到改进后的惯性传感器内的检验质量与电极板之间的电容有限元仿真值及静电力仿真值，以及改进后惯性传感器各器件之间形成的电容梯度；根据所述电容梯度，得到修正静电力；以便得到满足预设要求的惯性传感器来用于太空中的引力波检测。本发明专利技术的有益效果是：使得改进后的惯性传感器中的检验质量所受静电力减小，降低了通过注入电极对惯性传感器位置控制所施加的静电力要求。静电力要求。静电力要求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于有限元分析模型的惯性传感器修正的验证方法


[0001]本专利技术涉及惯性传感器领域，尤其涉及一种基于有限元分析模型的惯性传感器修正的验证方法。

技术介绍

[0002]广义相对论是20世纪人类在自然科学领域取得最辉煌的成就之一，而引力波是广义相对论最重要的预言，因此引力波的探测对于物理学的发展具有重要科学意义。自2016年LIGO首次探测到引力波以来，已有数十个引力波事件由地面引力波探测设备发现。但地面探测设备受地面震动噪声和环境温度的影响，无法完成对1.0Hz以下的低频引力波探测。而在太空中的引力波探测器可以大幅减小这些影响，因此能在这方面弥补地面探测范围的不足。此外，空间引力波探测将会开启探索宇宙的新窗口，引领人类进入引力波天文学的新时代。
[0003]空间引力波探测器最重要的两个技术是惯性传感技术和空间激光干涉技术。惯性传感核心技术是在太空中做自由落体运动的检验指令探头，激光干涉技术则是测距记录各个检验质量探头间的距离变化，从而给出引力波的信息。惯性传感器的优劣以检验质量探头的残余加速度来衡量，目前国际上精度最高的结果是LI本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于有限元分析模型的惯性传感器修正的验证方法，惯性传感器包括检验质量、若干电极板、电极框架和若干绝缘环，其特征在于：包括以下步骤：S1：调整现有惯性传感器中的检验质量的尺寸和与电极板的间距，在Comsol物理场仿真软件中绘制该改进后的惯性传感器三维模型，进行网格划分，设置静电物理场，得到有限元分析模型；S2：利用Comsol多物理仿真软件对所述有限元分析模型进行模拟计算，得到改进后惯性传感器内的检验质量与电极板之间的电容有限元仿真值及静电力仿真值；S3：基于上述方法得到若干电容有限元仿真值，用Matlab软件拟合得到电容曲线，根据该电容曲线得到改进后惯性传感器各器件之间形成的电容梯度，根据所述电容梯度，计算得到改进后惯性传感器在每个自由度上的修正静电力；S4：对比步骤S3中得到的修正静电力与步骤S2中静电力仿真值，判断改进后的惯性传感器的精度是否满足预设要求，若是，则利用该改进的惯性传感器进行引力波检测，若否，则回到步骤S1中，再次调整惯性传感器，采用步骤S1
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4的方法，得到满足预设要求的惯性传感器来用于太空中的引力波检测。2.如权利要求1所述的一种基于有限元分析模型的惯性传感器修正的验证方法，其特征在于：步骤S1中，调整现有惯性传感器中的检验质量的位置至少包括六个自由度之中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晗升，柯俊，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：