一种轴向分量重力梯度仪敏感结构制造技术

本申请涉及差分加速度计重力梯度仪技术领域，具体而言，涉及一种轴向分量重力梯度仪敏感结构，包括从上到下依次连接的上电极板组件、上电极框组件、中间电极板组件、下电极框组件以及下电极板组件，其中：上电极框组件的中间位置设置有第一敏感质量块；下电极框组件的中间位置设置有第二敏感质量块；上电极板组件、第一敏感质量块、上电极框组件以及中间电极板组件构成第一等效探头；下电极板组件、第二敏感质量块、下电极框组件以及中间电极板组件构成第二等效探头。本申请将两个质量块集中到同一敏感结构内部，更容易实现两个位置加速度较好的一致性，大大节省了重量，读数间隔时间短，降低了成本，提高了测量的精度。提高了测量的精度。提高了测量的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种轴向分量重力梯度仪敏感结构


[0001]本申请涉及差分加速度计重力梯度仪
，具体而言，涉及一种轴向分量重力梯度仪敏感结构。

技术介绍

[0002]重力梯度仪主要用于测量卫星在轨处引力位二阶导数张量，以此来确定地球重力场，其在导航、地球物理勘探、地球动力学、空间科学等领域有着广泛的应用。重力梯度仪的测量原理有差分加速度法和基于扭矩的测量方式，基于扭矩的主要受限于体积和稳定性的因素，发展缓慢，基于差分加速度法的梯度仪由于高稳定性和高精度，已经在卫星上成功搭载运用。典型的是欧空局GOCE项目搭载的全张量重力梯度仪，其精度可达到
[0003]基于差分加速度法的重力梯度仪由分布在同一直线上的多对静电悬浮加速度计传感器构成，一般两两为一对，其特点是体积大，质量重，成本高，只能作为主载荷存在于卫星上。
[0004]现有技术中，普遍采用基于电容差原理的静电悬浮加速度计，其核心是敏感结构，敏感结构由低膨胀系数的微晶玻璃加工，通过镀膜与刻蚀等工艺，在敏感结构表面划分不同的区域，依靠质量块与周围电极形成的电容差值变化来检测质量块的位置变化，进而推导卫星加速度的数据，但是由于目前的差分式梯度仪由多个加速度计组成，加速度计之间放置距离及敏感结构外部结构，造成了梯度仪整体体积大；各敏感结构需要单独加工及安装，造成梯度仪敏感结构研制周期长，装配过程繁琐，成本高，影响梯度仪精度指标的两对传感器之间的不一致性较难保证。

技术实现思路

[0005]本申请的主要目的在于提供一种轴向分量重力梯度仪敏感结构，该敏感结构里面具有两个敏感质量块，能敏感两个位置的加速度，从而推算出该两个位置方向上的重力加速度及水平方向梯度张量。
[0006]为了实现上述目的，本申请提供了一种轴向分量重力梯度仪敏感结构，包括从上到下依次连接的上电极板组件、上电极框组件、中间电极板组件、下电极框组件以及下电极板组件，其中：上电极框组件的中间位置设置有第一敏感质量块；下电极框组件的中间位置设置有第二敏感质量块；上电极板组件、第一敏感质量块、上电极框组件以及中间电极板组件构成第一等效探头；下电极板组件、第二敏感质量块、下电极框组件以及中间电极板组件构成第二等效探头。
[0007]进一步的，上电极板组件和下电极板组件结构相同，包括电极板和限位螺钉，电极板的一侧设置有金丝固定结构，另一侧设置有垂直轴电极。
[0008]进一步的，垂直轴电极为通过镀膜、刻蚀工艺制成的独立导电面，通过限位螺钉进行限位。
[0009]进一步的，上电极框组件和下电极框组件结构相同，包括电极框和限位卡块，环绕
电极框框体的内侧面设置有水平轴电极。
[0010]进一步的，水平轴电极为通过镀膜、刻蚀工艺制成的独立导电面，通过限位卡块进行限位。
[0011]进一步的，中间电极板组件包括中间电极板和限位螺栓，中间电极板的正反面均设置有电极面，电极面通过限位螺栓进行限位。
[0012]进一步的，第一敏感质量块设置在上电极板组件垂直轴电极和中间电极板组件正面电极面之间。
[0013]进一步的，第二敏感质量块设置在中间电极板组件反面电极面和下电极板组件垂直轴电极之间。
[0014]进一步的，第一敏感质量块的信号通过金丝从上电极板组件的中心孔引出，并通过金丝固定结构固定，第二敏感质量块的信号通过金丝从下电极板组件的中心孔引出，并通过金丝固定结构固定。
[0015]进一步的，上电极板组件、上电极框组件、中间电极板组件、下电极框组件以及下电极板组件通过多组螺栓组件进行安装固定。
[0016]本专利技术提供的一种轴向分量重力梯度仪敏感结构，具有以下有益效果：
[0017]本申请将两个质量块集中到一个敏感结构中，使得一个敏感结构具有两个静电悬浮加速度计传感器等效探头的作用，两个敏感质量块在同一方向安装，能够满足轴向梯度仪的基本原理测量，通过测量两个敏感质量块之间的距离和各自所测的加速度结果，便可以推算出两个质量块质心位置之间的重力梯度及张量的水平分量，与其他静电悬浮原理的重力梯度仪相比，本申请将两个质量块集中到同一敏感结构内部，更容易实现两个位置加速度较好的一致性，此外，只需要设计一套外部结构即可，大大节省了重量，读数间隔时间短，降低了成本，提高了测量的精度。
附图说明
[0018]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0019]图1是根据本申请实施例提供的轴向分量重力梯度仪敏感结构的示意图；
[0020]图2是根据本申请实施例提供的轴向分量重力梯度仪敏感结构的内部结构爆炸示意图；
[0021]图3是根据本申请实施例提供的轴向分量重力梯度仪敏感结构的上电极板组件(下电极板组件)一侧的示意图；
[0022]图4是根据本申请实施例提供的轴向分量重力梯度仪敏感结构的上电极板组件(下电极板组件)另一侧的示意图；
[0023]图5是根据本申请实施例提供的轴向分量重力梯度仪敏感结构的上电极框组件(下电极框组件)的示意图；
[0024]图6是根据本申请实施例提供的轴向分量重力梯度仪敏感结构的中间电极板组件的示意图；
[0025]图中：1
‑
上电极板组件、11
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电极板、12
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限位螺钉、13
‑
垂直轴电极、14
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金丝固定结
构、15
‑
金丝、2
‑
上电极框组件、21
‑
电极框、22
‑
限位卡块、23
‑
水平轴电极、3
‑
中间电极板组件、31
‑
中间电极板、32
‑
限位螺栓、33
‑
电极面、4
‑
下电极框组件、5
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下电极板组件、6
‑
第一敏感质量块、7
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第二敏感质量块、8
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螺栓。
具体实施方式
[0026]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0027]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轴向分量重力梯度仪敏感结构，其特征在于，包括从上到下依次连接的上电极板组件、上电极框组件、中间电极板组件、下电极框组件以及下电极板组件，其中：所述上电极框组件的中间位置设置有第一敏感质量块；所述下电极框组件的中间位置设置有第二敏感质量块；所述上电极板组件、所述第一敏感质量块、所述上电极框组件以及所述中间电极板组件构成第一等效探头；所述下电极板组件、所述第二敏感质量块、所述下电极框组件以及所述中间电极板组件构成第二等效探头。2.如权利要求1所述的轴向分量重力梯度仪敏感结构，其特征在于，所述上电极板组件和所述下电极板组件结构相同，包括电极板和限位螺钉，电极板的一侧设置有金丝固定结构，另一侧设置有垂直轴电极。3.如权利要求2所述的轴向分量重力梯度仪敏感结构，其特征在于，所述垂直轴电极为通过镀膜、刻蚀工艺制成的独立导电面，通过限位螺钉进行限位。4.如权利要求1所述的轴向分量重力梯度仪敏感结构，其特征在于，所述上电极框组件和所述下电极框组件结构相同，包括电极框和限位卡块，环绕电极框框体的内侧面设置有水平轴电极。5.如权利要求1所述的轴向分量重力梯度仪敏感结构，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王富刚，席东学，雷军刚，周颖，王佐磊，敏健，杨世佳，崔梧玉，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：