基于高精度A/D的石英挠性加速度计数据采集的设计

主要针对捷联惯导系统中对加速度计信息处理的高精度要求,介绍了基于高精度A/D的对石英挠性加速度计数据进行采集的设计,完成了系统的软、硬件设计。设计采用了高精度A/D转换芯片AD7691和FPGA芯片XC3S500E来完成系统功能,在详细阐述硬件设计的基础上,对软件设计进行了相应的介绍。     

石英挠性加速度计测量误差的机电动力学分析

石英挠性加速度计测量误差的机电动力学分析＊贾建援仇原鹰甄明文贵印（西安电子科技大学电子机械学校西安７１００７１）（中国工程物理研究院５所）０引言目前，国内外批量生产的石英挠性加速度计的测量精度已达到或超过１μｇ，但由于产品在制造或装配中的误差，使得成...     

一种石英挠性加速度计表头参数辨识方法研究

由于石英挠性加速度计表头参数理论值与实际值不一致,会影响加速度计的一些性能指标。为了获得石英挠性加速度计正常工作下的实际表头参数,研究了采用电激励法测试加速度计系统的闭环幅频特性,在幅频特性测试数据的基础上,运用MATLAB中的最小二乘曲线拟合方法编制程序辨识出石英挠性加速度计表头的3个参数。结果表明,这种方法简单可行,具有很大的实用性。     

石英挠性加速度计故障模式分析

广泛应用于导航、制导、武器、探测等领域的石英挠性加速度计包含零组件10余种,加工生产工序百余道,其工作环境复杂,有可能因外部环境变化或内部故障导致仪表失效,进而影响导航精度以及探测精度,严重者将直接导致型号任务失败。常见的故障模式有饱和、无功能和输出异常等。基于对石英挠性加速度计的结构组成和工作原理的分析,列举故障原因和故障表现,并对故障表现和原因进行详细分类,分析加速度计故障机理,针对具体故障提出避免方式,有利于降低加速度计的故障率。尤其是基于对伺服电路工作原理的分析,提出了一种基于电激励的多余物检测方法,可在不拆解表芯的过程中判读多余物是否存在,此方法可在加速度计生产过程以及故障排查过程中发挥作用。     

石英挠性加速度计磁路温度稳定性研究

力矩器是石英挠性加速度计中产生反馈力矩的装置,力矩器磁路的稳定性影响着系统的稳定性和测量精度。为了研究温度变化对磁路稳定性的影响,计算出了不同环境温度下组成力矩器的磁钢的剩磁和矫顽力大小,建立力矩器三维模型导入ANSYS中进行仿真分析,得到了不同环境温度下的力矩器磁感应强度数据曲线以及工作气隙磁感应强度随温度的变化关系。仿真结果表明:工作气隙磁感应强度与环境温度成反比,温度每升高10℃,磁感应强度下降约0.003T。为提高石英挠性加速度计的稳定性提供了理论支持。     

CPLD和ADS1210在加速度计并行高速数据采集中的应用

介绍了加速度计的数据采集方法。用CPLD实现对可编程高精度A／D转换器ADS1210的初始化设计和数据读取，提高了系统的稳定性，实现捷联惯导系统数据的快速采集。     

全数字挠性加速度计加矩设计与读出精度分析

针对石英挠性加速度计全数字闭环系统设计问题,开展了对加速度计力矩器的结构和工作原理以及与加速度数据输出的关系的分析,对加速度计力矩器的驱动和加速度计的读出精度等方面进行了研究,提出了一种数字脉宽调制(PWM)电路对力矩器进行的驱动方法,该方法不仅实现PWN对加速度计力矩器的驱动,并且该PWM数字电路的占空比参数直接作为加速度数字信号输出。利用PWM数字脉冲对加速度计力矩器进行驱动实现加速度计全数字闭环读出,对加速度计全数字读出系统进行了仿真和实验测试。研究结果表明,在一定范围内,通过调整力矩器外接电阻、PWM频率和逻辑位数,全数字挠性加速度计闭环读出电路可以测得标准偏差为1.5×10-5g,精度为10-4g的加速度值,该方法精简了电路,减少了模拟驱动电路引起的干扰。     

基于石英挠性加速度计的卫星微振动测量控制单元的设计

卫星微振动高精度测量与控制是评价卫星平台与遥感系统等有效载荷成像质量和高精度姿态指向的关键因素,石英挠性加速度计作为高精度加速度敏感传感器可应用于卫星在轨微振动监测。针对石英挠性加速度计,设计了一种测量与控制电路,作为在轨微振动测量系统的核心组成单元,用于微加速度信号的检测与调理、抗混叠滤波、数据同步采集、处理、存储和状态控制。实际测试表明其信号测量精度高,数据采集同步性好,工作稳定可靠。     

石英数字加速度计技术研究

分析了石英数字加速度计的一系列优点,对现行石英数字加速度计的主要技术指标和基本原理进行了详细论述,重点研究了石英数字加速度计的各个组成部分的功能、设计原则及技术要求,对各种技术进行了比较和分析,并分析了石英数字加速度计的发展前景。     

挠性摆式微硅加速度计的有限元分析

】微硅加速度计是近年来发展起来的新型器件,在结构设计阶段必须对其进行力学分析,以期对使用条件下的摆片位移、应力等作到心中有数。本文采用有限元分析方法对挠性摆式微硅加速度计进行有限元分析,其中包括对未封装及封装后实体单元进行敏感轴位移、侧向位移、横向灵敏度、受力情况等分析。分析结果表明所设计的微硅加速度计符合仪表性能要求。     

基于MEMS传感器的高精度地震波采集系统

针对地震波微弱信号的采集问题,将MEMS传感技术应用于地震波采集中,设计了采集系统.提出了基于MEMS加速度传感器和24位高精度ADC芯片的地震波数据采集系统设计方案;采用精密仪表放大器对传感器信号进行了差分处理,由于系统为混合信号系统,在PCB设计时采用了数字模拟隔离方案以抑制相互之间的干扰,使用磁耦隔离芯片隔离ADC芯片与微控制芯片的通信接口,该采集系统接收LabVIEW上位机软件的命令,实时显示地震波波形,将地震波数据存储于SD卡内;分析了系统的硬件电路设计和软件流程;利用函数信号发生器对系统采集精度和频率响应进行了测定,并在模拟真实应用的环境下对系统进行了采集试验.实验结果表明：系统可达10 μV量级的采集精度,加速度信号重建质量较好,能够满足地震波数据采集的要求.     

谐振式微机械加速度计测试平台

针对谐振式微机械加速度计输出数字频率信号的特点,基于TMS320VC5509A DSP处理核心与FPGA设计出一种可同时检测九路数字频率信号并具有较高精度的硬件单元,利用接入灵活、传输速率快的USB总线,结合SQLserver2000数据库构建起主要针对谐振式微机械加速度计的测试平台。主要阐述了前端频率测试方法、DSP应用系统设计及PC软件框架。整套系统对谐振式微加速度计产品的生产开发、质量检测有重要的现实意义。     

高精度自动称量系统数据采集功能的实现

介绍一种高精度电子秤的数据采集系统,给出了系统的硬件电路和软件设计。分析了系统的工作原理;较详细地讨论了信号调理模块中的应变转换问题,给出了一种抗干扰能力强、并能消除称重时偏心影响的并联组秤方式;重点讨论了信号预放以及滤波电路设计中应该考虑的问题及其对策;最后讨论了系统的软硬件抗干扰设计。     

气敏元件自动测试系统的设计

介绍了一套气敏元件自动测试系统的设计方案,该系统能够自动控制气敏元件的工作温度、时间及测试气体的流量和浓度,能够自动采集气敏元件的动态响应,并通过测试系统软件实现数据处理与图像分析.改善了系统在数据采集与图像处理方面的不足.     

电梯控制柜自动检测系统的设计和实现

介绍了电梯控制柜的自动检测系统的设计和实现。实际运行结果表明，该系统能很好地应用于电梯的故障检测，大大提高了电梯出厂前的检测效率。     

基于NIPXI-5105的多通道数据采集系统的设计(英文)

描述了基于LabVIEW软件和NI PXI-5105的多通道数据采集系统。利用LabVIEW和NISCOPE,实现了系统的参数设置、数据采集和存储、波形显示以及数据分析等功能。该系统设置简便,操作简单,界面友好,功能实用。实验结果表明,系统具有良好的可靠性和稳定性,是进行多通道数据采集的有力工具。     

高低温环境对三轴高 g 值加速度传感器灵敏度变化影响研究

针对高低温环境对高 g 值加速度传感器灵敏度影响机理不清的问题,通过建立两端固支的敏感单元数学模型,得到了传感器灵敏度与敏感单元纵向应力、横向应力的关系。 通过热-力耦合仿真分析得到了传感器灵敏度与温度间的关系,在-40℃ ~ 50℃范围内,传感器灵敏度随温度的增加而减小,且在-40℃ ~ 20℃ 范围内灵敏度变化较快,在 20℃ ~ 50℃ 范围内灵敏度变化较慢。 通过传感器高低温试验得到高低温环境下传感器灵敏度数据,-40℃条件下灵敏度大小为 0. 523 μV/ g;50℃ 条件下灵敏度大小为 0. 516 μV/ g。 与仿真结果进行对比,验证了温度变化对传感器灵敏度的影响规律,为提升高 g 值加速度传感器在高低温环境下测量精度具有理论参考意义。     

铂电阻传感器自动检定系统设计与实现

文章对制冷恒温槽的温控器、数显式温度标准器、扫描采集器等检定设备的串口通信协议进行了研究,利用VB 6.0和SQL2000设计了铂电阻传感器自动检定系统,测试结果表明：该系统无需硬件投入,性能可靠,操作方便,可满足铂电阻传感器检定需要,对提高检定效率、保证检定数据的可靠性具有重要的意义.     

带温度补偿的低温漂石英微机械陀螺接口ASIC设计

本文通过分析石英陀螺的工作原理,设计了闭环自激驱动、低噪声相敏解调原理的接口电路,并研究了驱动力耦合对零位输出造成的影响,以提高石英陀螺的环境适应性。通过研究传感器敏感表头的空气阻尼和谐振频率等方面的温度特性,得出温度对驱动力幅值的影响。进而提出通过驱动力幅值进行温度补偿的方法。对接口电路温度特性以及对陀螺零位输出的影响进行了分析,设计了全温区带宽恒定的运算放大器单元,抑制由于检测信号中高次谐波分量比例变化产生的温度漂移,并在高压N阱CMOS工艺下流片,实现低温漂接口ASIC。在-45℃~85℃的温度范围内对石英陀螺整机进行零位温度循环测试,利用驱动力幅值对零位输出进行三阶拟合补偿,补偿后全温零位温度漂移小于20°/hr(1σ),短期稳定性为5°/hr,输出噪声为0.001°/s/√Hz。