一种石英挠性加速度计伺服电路的制作方法

本申请涉及信号处理和自动控制，尤其涉及一种石英挠性加速度计伺服电路。

背景技术：

1、加速度计作为惯性导航系统、振动检测和重力场测量的核心器件，在航空航天、军用武器装备和工业自动控制领域有着十分重要的地位。其中，石英挠性加速度计以其高分辨率和高稳定性的特点，且以石英挠性加速度计为核心的惯性导航系统在工作时不受无线电波的干扰，也不受气候和磁差的影响，而且具有结构简单、体积小、精度和灵敏度高、稳定性好、功耗小、成本低等特点，不仅可广泛地应用于航天、航空、惯性导航等领域，而且越来越多的应用在石油、建筑等多个民用领域，潜在需求量较大，具有巨大的社会效益和经济效益。随着我国经济的高速发展，石英挠性加速度计在倾斜仪、水平仪、石油测井、隧道开凿、精密惯性定位测量、地质监测、自然灾害预防等方面的需求量逐年增加，尤其是在野外作业，急需低功耗、低噪声、满足高温185摄氏度的加速度计。

2、但是，现有技术中加速度计的启动过程漂移过大，尤其是低温状态下的启动成为制约武器装备快速启动的关键指标，通过分析，低温下主要是由于消耗电流过大而导致石英挠性加速度计发热过大，其温度平衡时间较长。由于石英挠性加速度计对温度有一定的敏感性，温度系数小的产品可以满足要求，但是温度系数大的产品基本上很难满足。

技术实现思路

1、本申请提供了一种石英挠性加速度计伺服电路，以解决现有技术中由于消耗电流过大导致石英挠性加速度计平衡时间较长的问题。

2、第一方面，本申请提供了一种石英挠性加速度计伺服电路，所述石英挠性加速度计包括表头和伺服电路，所述表头包括传感器和力矩器；所述伺服电路包括调制解调电路、功率放大电路和校正网络电路；

3、所述调制解调电路的第一端与所述传感器连接，所述调制解调电路的第二端与所述功率放大电路的第一端连接，所述调制解调电路的第三端与所述校正网络电路的第一端连接，所述功率放大电路的第二端分别与所述力矩器和所述校正网络电路的第二端连接；

4、所述传感器用于在接收到加速度信号后输出电容信号至所述调制解调电路；

5、所述调制解调电路用于将所述电容信号转换为电压信号，并将所述电压信号发送到所述功率放大电路；

6、所述功率放大电路用于将所述电压信号进行功率放大，将放大后的电压信号施加到所述力矩器高端，并将放大后的电压信号发送到所述校正网络电路；

7、所述校正网络电路用于将放大后的电压信号进行校正，并将校正后的电压信号反馈回所述调制解调电路；

8、所述调制解调电路还用于基于校正后的电压信号调理所述电容信号转换的电压信号；

9、所述力矩器用于将施加到所述力矩器高端的电压信号传递给所述力矩器低端，输出电流信号，并根据所述电流信号，确定所述石英挠性加速度计中的加速度大小。

10、本申请提供一种石英挠性加速度计伺服电路，通过调制解调电路将表头的电容信号转换为电压信号，再通过功率放大电路对电压信号进行放大并施加到表头的力矩器高端，并通过力矩器高端传递到力矩器低端输出电流信号，确定石英挠性加速度计中接收到的加速度的大小，从而可以根据力矩器低端的电流信号产生的电磁力，使得石英加速度计恢复到动态平衡，且该电磁力对应的电流信号是由经过功率放大电路的电压信号输出的，缩短了平衡时间；将功率放大电路放大的电压信号发送到校正网络电路中进行校正，使调制解调电路基于校正后的电压信号对转换后的电压信号进行调理，解决了加速度计在刚启动工作时的不稳定问题，从而提高了石英挠性加速度计的动态平衡率。

技术特征：

1.一种石英挠性加速度计伺服电路，其特征在于，所述石英挠性加速度计包括表头和伺服电路，所述表头包括传感器和力矩器；所述伺服电路包括调制解调电路、功率放大电路和校正网络电路；

2.根据权利要求1所述的石英挠性加速度计伺服电路，其特征在于，所述伺服电路包括电源转换电路，所述电源转换电路的输出端与所述调制解调电路的供电端连接；所述电源转换电路的输入端用于与外部电源连接；

3.根据权利要求2所述的石英挠性加速度计伺服电路，其特征在于，所述电源转换电路包括正向稳压输出电路和负向稳压输出电路；所述电源转换电路的输入端包括输入端正极和输入端负极，所述电源转换电路的输出端包括输出端正极和输出端负极；

4.根据权利要求3所述的石英挠性加速度计伺服电路，其特征在于，所述第一二极管为齐纳二极管。

5.根据权利要求3所述的石英挠性加速度计伺服电路，其特征在于，所述第二二极管为齐纳二极管。

6.根据权利要求1所述的石英挠性加速度计伺服电路，其特征在于，所述调制解调电路的第一端包括正向输入端和负向输入端，所述调制解调电路的第二端包括正向输出端和负向输出端，所述传感器高端与所述调制解调电路的正向输入端连接，所述传感器低端与所述调制解调电路的负相输入端连接；

7.根据权利要求6所述的石英挠性加速度计伺服电路，其特征在于，所述功率放大电路包括正向放大电路和负向放大电路；所述功率放大电路的第一端包括第一正向输入端和第一负向输入端；所述功率放大电路的第一正向输入端与所述调制解调电路的正向输出端连接，所述功率放大电路的第一负相输入端与所述调制解调电路的负向输出端连接；

8.根据权利要求7所述的石英挠性加速度计伺服电路，其特征在于，所述第一三极管为pnp型三极管。

9.根据权利要求8所述的石英挠性加速度计伺服电路，其特征在于，所述第二三极管为pnp型三极管。

10.根据权利要求1所述的石英挠性加速度计伺服电路，其特征在于，所述校正网络电路包括第三电阻、第四电阻和第一电容；

技术总结
本申请提供一种石英挠性加速度计伺服电路。石英挠性加速度计包括传感器、力矩器、调制解调电路、功率放大电路和校正网络电路；传感器用于接收加速度信号后输出电容信号至调制解调电路；调制解调电路用于将电容信号转为电压信号，发送到功率放大电路；功率放大电路用于电压信号放大，将放大的电压信号加到力矩器高端，并发到校正网络电路；校正网络电路用于将放大的电压信号校正，并将校正的电压信号反馈回调制解调电路；调制解调电路用于校正的电压信号调理电压信号；力矩器用于将施加到力矩器高端的电压信号传递给力矩器低端，输出电流信号，并确定石英挠性加速度计中的加速度大小。本申请能够提高石英挠性加速度计的动态平衡率。

技术研发人员：陈天平,韩红宾,郭星,杜慧霞
受保护的技术使用者：保定开拓精密仪器制造有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13