石英振梁式重力传感器原理误差模型VIP免费

第39卷第4期2009年7月东南大学学报(自然科学版)JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY(NaturalScienceEdition)V01．39No．4July2009doi：10．3969／j．issn．1001-0505．2009．∞．026石英振梁式重力传感器原理误差模型赵池航何杰(东南大学交通学院，南京210096)摘要：为了建立石英振梁式重力传感器原理误差模型，首先，将石英振梁式重力传感器等效成转动惯量一弹性支承一阻尼系统，导出重力加速度作用条件下石英振梁式重力传感器的系统传递函数和输出差动频率公式；其次，导出由于舍掉高次项而产生的谐振频率计算误差公式和由于输出差动频率线性化处理而产生的线性化误差公式；然后，从挠性梁的加工、石英谐振器的加工和质量块的质心偏移3个方面，导出石英振梁式重力传感器加工误差公式；最后，建立石英振梁式重力传感器原理误差模型，并进行了原理误差定量计算．理论分析和原理误差定量计算表明：输出差动频率线性化误差、挠性梁的加工误差和双音叉石英谐振器的加工误差是主要原理误差，谐振频率计算误差和质量块的质心偏移是次要原理误差；石英振梁式重力传感器原理误差的数量级为6×10～g，可以满足10～g级的高精度重力测量要求．关键词：重力传感器；误差模型；石英谐振器；重力测量中图分类号：TH761．5文献标志码：A文章编号：1001—0505(2009)04-0785-05PrincipleerrormodelofquartzvibratingbeamgravimetersensorZhaoChihangHeJie(SchoolofTransportation，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China)Abstract：Ⅱlestructureofthequartzvibratingbeamgravimetersensorisanalyzedandthequartzvi—bratingbeamgravimetersensorisequivalenttothesystemofthemomentofinertia．thestretchbearingandthedamp．Thetransferfunctionandthedifferentialfrequencyformulaofthequartzvibratingbeamgravimetersensorunderconditionsofgravitationalaccelerationarededuced．neresonancefrequencyformulaeoftheerrorcausedbyroundingthehighordertermsandthedifferentialfrequencylineariza-tionarededuced．Themachiningelrorformulaeofthequartzvibratingbeamgravimetersensorarede-ducedfromtheflexibilitybeamsize．t11equartzresonatorsize，andthemasscenteroffset．FinallytheprincipleerrormodelofthequartzvibratingbeamgravimeterSensorisestablishedandthequantitativeexoerimentiscarriedout．Theoreticalanalysesandtheexperimentalresultsindicatethattheerrorofthedifferentialfrequencylinearization，themachiningerroroftheflexibilitybeamsize，andthequartzresonatorsizearethemainelrors。andtheerrorsofresonancefrequencycalculationandmasscenteroffsetaretheminorerrors．r11leprincipleerrormagnitudeis6×10“gandthequartzvibratingbeamgravimetersensorsatisfiestheprecisegravitymeasurementofthegradeof10～g．Keywords：gravimeterSensor；errormodel；quartzresonator；gravitymeasurement石英振梁式加速度计采用频率合成技术来提取谐振频率的变化，频率输出可直接由数字电路处理，因此，石英振梁式加速度计具有数字化、响应速度快和测量精度高的特点．在高精度海洋重力仪的方案设计中，可采用石英振梁式加速度计作为重力传感器．由于对石英振梁式重力传感器原理误差进行建模是实现重力传感器误差补偿的前提，因此，本文开展了石英振梁式重力传感器原理误差模型收稿日期：2008—12-12．作者简介：赵池航(1975一)，男．博士，讲师，chihangzhao@s即．edu．c11．基金项目：国家自然科学基金资助项目(40804015)、国家教育部博士点基金资助项目(20070286067)．引文格式：赵池航，何杰．石英振梁式重力传感器原理误差模型[J]．东南大学学报：自然科学版，2009，39(4)：785-789．[doi：10．3969／j．issn．1001-0505．2009．04．026]万方数据786东南大学学报(自然科学版)第39卷的研究工作．1石英振梁式重力传感器的结构及工作原理石英振梁式重力传感器是由一对频率匹配良好的双音叉石英谐振器、敏感质量、挠性支承、晶体控制振荡器电路和密封外壳组成，其结构如...