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改善力平衡加速度计中的偏差性能制造技术

技术编号:40324725 阅读:8 留言:0更新日期:2024-02-09 14:19
一种示例性加速度计包括:第一励磁环,该第一励磁环包含具有第一热膨胀系数(CTE)的第一材料;第二励磁环,该第二励磁环包含具有第一CTE的第一材料;和检验质量块组件,该检验质量块组件设置在第一励磁环与第二励磁环之间并与该第一励磁环和第二励磁环接触。检验质量块组件包含具有第二CTE的第二材料,其中第一CTE与第二CTE之间的差等于或小于每摄氏度百万分之0.5(0.5ppm/℃)。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及磁路组件,诸如用于加速度计的磁路组件。


技术介绍

1、加速度计通过检测在惯性力下检验质量块的位移起作用。加速度计组件可例如通过电容传感器系统来检测检验质量块的位移。在该示例中,电容传感器板可设置在检验质量块的上表面上,并且类似的电容传感器板可设置在该检验质量块的下表面上。电容器板与上部磁路组件和下部磁路组件的面向内的表面协作,以提供电容传感器系统。另外,力平衡式系统可用于检测检验质量块的位移,其中具有力平衡式线圈的线圈架安装在检验质量块的任一侧上。力平衡式线圈与上部磁路组件和下部磁路组件中的永磁体协作,并且与合适的反馈电路协作,以将检验质量块保持在相对于支撑结构的预先确定的位置(即,零位置)处。施加到加速度计组件的加速度可基于关于电容传感器板的电容变化或力平衡式线圈中的电流增加来确定,以将检验质量块保持在零位置。


技术实现思路

1、本公开描述了通过例如减少加速度计的励磁环与检验质量块组件之间的热膨胀系数(cte)失配来减少磁路组件(诸如用于力平衡式加速度计中的磁路组件)中热膨胀引起的误差的技术和装置。本文所述的装置还可在加速度测量中表现出减小的滞后效应(例如,检验质量块不能返回到零位置)。

2、在一些示例中,力平衡式加速度计包括由可制造的、可加工的介电材料制成的检验质量块组件,该介电材料具有与构成加速度计的励磁环的磁性材料的cte基本匹配的cte,例如检验质量块组件和励磁环的cte匹配至每摄氏度百万分之0.5(0.5ppm/℃)以内。将检验质量块组件和励磁环的cte进行匹配减小了由励磁环对检验质量块组件的随温度变化的应变引起的装置滞后,例如,通过减小励磁环施加在检验质量块组件上的应变的变化,从而当加速度计受到外力和/或加速时,减小了检验质量块的共振频率模式的变化。

3、在一些示例中,由于检验质量块组件和励磁环的cte基本上匹配,因此可以调整加速度计的其它部件。例如,被构造成保持轴向压缩预载力的外部支撑结构的材料可依赖于外部支撑结构与组装后的励磁环和检验质量块组件的组合cte的cte之间的cte失配,该轴向压缩预载力被构造成将励磁环相对于彼此和检验质量块组件保持在适当位置并且保持励磁环之间的电容间隙。在一些示例中,外部支撑结构可包含增大此类cte失配的材料,以便在操作温度下保持轴向压缩预载力。例如,外部支撑结构可以是具有与励磁环和检验质量块组件的cte相差等于或大于1.0ppm/℃的cte的腹带。

4、在一个示例中,本公开描述一种加速度计,该加速度计包括:第一励磁环,该第一励磁环包含具有第一热膨胀系数(cte)的第一材料;第二励磁环,该第二励磁环包含具有第一cte的第一材料;和检验质量块组件,该检验质量块组件设置在第一励磁环与第二励磁环之间并且与该第一励磁环和第二励磁环接触,该检验质量块组件包含具有第二cte的第二材料,其中第一cte与第二cte之间的差等于或小于每摄氏度百万分之0.5(0.5ppm/℃)。

5、在另一个示例中,本公开描述了一种换能器,该换能器包括:第一励磁环,该第一励磁环包含具有第一热膨胀系数(cte)的殷钢;第二励磁环,该第二励磁环包含殷钢并具有第一cte;检验质量块组件,该检验质量块组件设置在第一励磁环与第二励磁环之间并且与第一励磁环和第二励磁环接触,该检验质量块组件包含具有第二cte的k20,其中第一cte与第二cte之间的差等于或小于每摄氏度百万分之0.5(0.5ppm/℃)。

6、在另一个示例中,本公开描述了一种检验质量块组件,该检验质量块组件包括:检验质量块;支撑结构;和至少一个挠曲件,该至少一个挠曲件将检验质量块机械地联接到支撑结构,其中至少一个挠曲件被构造成允许检验质量块在至少一个方向上相对于支撑结构移动,并且其中检验质量块、支撑结构和至少一个挠曲件中的每一者包含具有第一cte的k20,其中检验质量块组件被构造成设置在第一励磁环与第二励磁环之间并与该第一励磁环与第二励磁环接触,该第一励磁环和第二励磁环各自包含具有第二cte的第二材料,并且其中第一cte与第二cte之间的差等于或小于每摄氏度百万分之0.5(0.5ppm/℃)。

7、本公开的一个或多个示例的细节在以下附图和说明书中阐述。本公开的其他特征、目的和优点将从描述和附图以及从权利要求书中显而易见。

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【技术保护点】

1.一种加速度计,所述加速度计包括:

2.根据权利要求1所述的加速度计,其中所述第二材料包含无机玻璃陶瓷。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的加速度计,其中所述检验质量块组件包括:

4.根据权利要求3所述的加速度计,其中所述检验质量块、支撑结构和至少一个挠曲件由同一单块第二材料形成。

5.一种换能器,所述换能器包括:

6.根据权利要求5所述的换能器,所述换能器还包括:

7.根据权利要求6所述的换能器,其中所述外部支撑结构被构造成在所述第一励磁环与第二励磁环之间保持第一轴向压缩预载力。

8.根据权利要求7所述的换能器,其中所述第一轴向压缩预载力、所述第一CTE与所述第二CTE之间的差以及所述第一CTE与所述第三CTE之间的差被一起配置为当所述加速度计的环境在负55℃到正95℃之间变化时减小或消除所述加速度计的滞后。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的换能器,其中所述检验质量块组件包括:

10.一种检验质量块组件,所述检验质量块组件包括:

【技术特征摘要】

1.一种加速度计,所述加速度计包括:

2.根据权利要求1所述的加速度计,其中所述第二材料包含无机玻璃陶瓷。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的加速度计,其中所述检验质量块组件包括:

4.根据权利要求3所述的加速度计,其中所述检验质量块、支撑结构和至少一个挠曲件由同一单块第二材料形成。

5.一种换能器,所述换能器包括:

6.根据权利要求5所述的换能器,所述换能器还包括:

7.根据权利要求6所述的换能器,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:保罗·W·德怀尔
申请(专利权)人:霍尼韦尔国际公司
类型:发明
国别省市:

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