一种加速度计式相对重力测量仪制造技术

一种加速度计式相对重力测量仪，包括箱体和控制器两部分，箱体内安装有电源转换电路、双轴水平仪、二位置转动机构、金属挠性摆式加速度计、温控电路、测控电路和Ａ／Ｄ转换电路，转动机构水平安装在箱体中间，二位置转动机构内安装加速度计，双轴水平仪固定安装在二位置转动机构上，温控电路用于控制金属挠性摆式加速度计和Ａ／Ｄ转换电路的温度保持恒定，测控电路用于控制二位置转动机构带动金属挠性摆式加速度计的二位置旋转，当二位置转动机构转动到位后测控电路控制Ａ／Ｄ转换电路对加速度计的输出进行测量并进行信号转换，Ａ／Ｄ转换电路的输出信号由控制器进行计算处理得到相对重力的测量结果。该测量仪精度高、使用便捷，可随机对重力加速度进行测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种加速度计式相对重力测量仪，特别是一种便利、快速、机 动的高精度加速度计式相对重力测量系统。
技术介绍
重力测量仪是用来进行重力测量的仪器。重力测量仪的类型很多，从应用 范围来分有陆地用的重力仪、海洋重力仪、海底重力仪、航空航天重力仪、井 中重力仪等。地球测定重力值可以利用与重力有关的物理现象，例如在重力作 用下的自由落体运动、摆的摆动、弹簧伸缩、弦振动等。重力测量在惯性仪表 的应用中具有很重要的作用，主要指测定惯性仪表调试位置的重力加速度和加 密重力测量。重力测量仪从测量途径可分为绝对重力仪和相对重力仪，绝对重力测量通常是利用物体在重力作用下的自由落体运动、弹簧伸缩等原理；相对 重力测量是指测量数据是与当地重力加速度成比例的信号间接获取重力加速 度。前者是为了修正惯性仪表的工具误差，后者主要是通过测定一定范围的重 力数据，提供给惯性仪表所需要的、反映局部重力场高频信息的重力资料(如20'x20'、 5'x5'或l'xl'的平均空间重力异常数据)，最终达到提高惯性仪表控制 精度的目的。在惯性仪表的应用中重力测量仪需要具有高精度、快捷、随机的特点。目 前市场上常用的普通绝对重力仪精度较低，而精度高的产品测试时间长，价格较昂贵；而市场上常用的相对重力测量仪，如G400,都需要回到基准点进行校准，也不能满足随机测量要求，重力网格法需要事先测定很多网格点，对于20' x 20'的网格来说，误差能达到50mgal以上，精度相对较低。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是克服现有重力测量仪的不足，提供一种测量精度高、使用便捷的加速度计式相对重力测量仪，可随机对重力加速度进行测量。本专利技术的技术解决方案是 一种加速度计式相对重力测量仪，包括箱体和 控制器两部分，箱体内安装有电源转换电路、双轴水平仪、二位置转动机构、 金属挠性摆式加速度计、温控电路、测控电路和A/D转换电路，转动机构水平 安装在箱体中间，二位置转动机构内设有一圓孔用于安装加速度计，使得金属 挠性摆式加速度计的摆轴与转动机构的转动轴相重合，双轴水平仪固定安装在 二位置转动机构上用于测量转动机构的水平度，电源转换电膝接外接电源用于 向双轴水平仪、二位置转动机构、金属挠性摆式加速度计、温控电路供电，温 控电路用于控制金属挠性摆式加速度计和A/D转换电路的温度保持恒定，测控 电路接收控制器的控制信号用于控制二位置转动机构带动金属挠性摆式加速度 计的二位置旋转，当二位置转动机构转动到位后测控电路控制A/D转换电路对 加速度计的输出进行测量并进行信号转换，A/D转换电路的输出信号由控制器 进行计算处理得到相对重力的测量结果，所述的金属挠性摆式加速度计，包括 壳体、挠性杆、力矩器动圏、由轭铁和永久磁铁组成的力矩器定子、由信号传 感器动圈和信号传感器定子组成的信号传感器、三角形摆片和伺服;^文大器，壳 体内充满阻尼液体，三角形摆片、力矩器动圏与信号传感器动圈组成"J罢组件， 三角形摆片的中心位置安装力矩器动圈，三角形摆片的顶端安装信号传感器动 圈，底端连接两根挠性杆使摆组件与仪表壳体弹性连接，轭铁固定在壳体的中 部，永久磁铁穿过力矩器动圏，力矩器定子和力矩器动圏构成力矩器，信号传 感器定子固定在壳体上并连接传感器激磁，当有加速度输入时，信号传感器敏 感摆组件的位移并转化为电信号，电信号由信号传感器动圈输出至伺服放大器， 伺服放大器将电信号放大、校正后反馈至力矩器动圈并由力矩器产生反馈力矩， 该反馈力矩使摆组件恢复到平衡位置。所述箱体中安装有锂电池，锂电池由电源转换电路为其充电，当箱体无外 接电源时由锂电池为双轴水平仪、二位置转动机构、金属挠性摆式加速度计、 温控电路供电。5所述箱体外安装有调平支架，该调平支架由安装板和三个可调锥形支撑腿 组成。所述的挠性杆通体为柱形，中间对称位置加工成挠曲圆弧形状。所述的三 角形摆片为平面等腰三角形形状，三角形摆片中心位置留有通孔用于安装力矩 器动圈，三角形摆片的顶端安装信号传感器动圈，两个底角位置各连接一个挠 性杆。所述的三角形摆片在中心线两侧对称位置至少留有1对通孔。所述的箱体由内壳体和外壳体组成，内壳体与外壳体之间填装柔性隔热材 料，所述柔性隔热材料为太空棉。本专利技术与现有技术相比的优点是(1 )本专利技术利用金属摆式挠性加速度计作为测量传感器，具有较高的测量 精度及抗振和抗冲击的能力，在测量仪内为加速度计和A/D转换电路设置了温 控电路，使加速度计和A/D转换电路在恒定的温度内工作，从而提高了测量的 精度；(2 )本专利技术将金属摆式挠性加速度计安装在二位置转动机构中，金属摆式 挠性加速度计可以随二位置转动机构进^"转动，在标定一个地点的相对重力加 速度时先利用双轴水平仪调平，调平完后即可通过调整转动机构二位置实现当 地的重力加速度的测量并将该测量值作为校准值，这样可以在标定完该地点的 重力加速度点完成后，可机动到任意测量点测量出任意地点的重力加速度值， 而不需要再次冲交准，整个测量时间小于8min,相比现有的相对重力测量仪，本 专利技术具有随机测量的优点，测量效率高；(3) 本专利技术的测量仪内部增加了锂电池，当测量仪在随机地点测试时，测 量仪可采用锂电池为测量仪内的设备供电，从而增加了测量的灵活性；(4) 本专利技术还设计了调平支架，使本专利技术的测量仪可以在软土地点正常工 作，提高了本专利技术的适应性。(5) 本专利技术在箱体之间同样设置了保温材料，使测量仪能够在恶劣的环境 下工作，提高了适应性。附图说明图1为本专利技术的系统组成框图； 图2为本专利技术的系统连4妄图； 图3为本专利技术调平支架的结构图； 图4为本专利技术二位置转动机构结构图； 图5为本专利技术加速度计的组成结构图6为本专利技术加速度计摆组件的组成结构图，图6 (a)为摆组件的俯^f见图， 图6 (b)为摆组件的侧4见图7为本专利技术加速度计挠性杆的外形图，图7 (a)为挠性杆的俯^L图，图 7(b)为挠性杆的侧视图8为本专利技术加速度计信号传感器定子外形图，图8 (a)是信号传感器定 子的外形结构，图8 (b)是信号传感器定子的绕线方式。 具体实施例方式如图1、 2所示，加速度计式重力测量4义主要由箱体1和控制器2组成。 箱体内安装有电源转换电路、双轴水平仪、二位置转动机构、金属摆式挠性加 速度计、温控电路、测控电路和A/D转换电路，转动机构水平安装在箱体中间， 二位置转动机构内设有一圆孔用于安装加速度计，使得金属摆式挠性加速度计 的摆轴与转动机构的转动轴相重合，双轴水平仪固定安装在二位置转动机构上 用于测量转动机构的水平度，电源转换电路接外接电源4用于向双轴水平仪、 二位置转动机构、金属摆式挠性加速度计、温控电路供电，温控电路用于控制 金属摆式挠性加速度计和A/D转换电路的温度保持恒定，测控电#收控制器 的控制信号用于控制二位置转动机构带动加速度计的二位置旋转，当二位置转 动机构转动到位后测控电路控制A/D转换电路对金属摆式挠性加速度计的输出 进行测量并进行信号转换，A/D转换电路的输出信号由控制器2进行计算处理 得到相对重力的测量结果。在箱体1内部还安装有锂电池。重力测量仪在基准地点和行动过程中时由车载电源或外部电源供电并同时给内部锂电池充电，进行随机地点测试时因需 要将测量仪搬离车体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加速度计式相对重力测量仪，其特征在：包括箱体和控制器两部分，箱体内安装有电源转换电路、双轴水平仪、二位置转动机构、金属挠性摆式加速度计、温控电路、测控电路和Ａ／Ｄ转换电路，转动机构水平安装在箱体中间，二位置转动机构内设有一圆孔用于安装金属挠性摆式加速度计，使得金属挠性摆式加速度计的摆轴与转动机构的转动轴相重合，双轴水平仪固定安装在二位置转动机构上用于测量转动机构的水平度，电源转换电路接外接电源用于向双轴水平仪、二位置转动机构、金属挠性摆式加速度计、温控电路供电，温控电路用于控制金属挠性摆式加速度计和Ａ／Ｄ转换电路的温度保持恒定，测控电路接收控制器的控制信号用于控制二位置转动机构带动金属挠性摆式加速度计的二位置旋转，当二位置转动机构转动到位后测控电路控制Ａ／Ｄ转换电路对加速度计的输出进行测量并进行信号转换，Ａ／Ｄ转换电路的输出信号由控制器进行计算处理得到相对重力的测量结果，所述的金属挠性摆式加速度计包括壳体（５１）、挠性杆（５２）、力矩器动圈（５３）、由轭铁（５６）和永久磁铁（５７）组成的力矩器定子、由信号传感器动圈（５５）和信号传感器定子（５４）组成的信号传感器、三角形摆片（５８）和伺服放大器（５９），壳体（５１）内充满阻尼液体，三角形摆片（５８）、力矩器动圈（５３）与信号传感器动圈（５５）组成摆组件，三角形摆片（５８）的中心位置安装力矩器动圈（５３），三角形摆片（５８）的顶端安装信号传感器动圈（５５），底端连接两根挠性杆（５２）使摆组件与仪表壳体（５１）弹性连接，轭铁（５６）固定在壳体（５１）的中部，永久磁铁（５７）穿过力矩器动圈（５３），力矩器定子和力矩器动圈（５３）构成力矩器，信号传感器定子（５４）固定在壳体（５１）上并连接传感器激磁，当有加速度输入时，信号传感器敏感摆组件的位移并转化为电信号，电信号由信号传感器动圈（５５）输出至伺服放大器（５９），伺服放大器（５９）将电信号放大、校正后反馈至力矩器动圈（５３）并由力矩器产生反馈力矩，该反馈力矩使摆组件恢复到平衡位置。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓芳，周敏，严小军，何静，薛旭，
申请(专利权)人：北京航天控制仪器研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]