加速度计的工作原理和优点_选购指南_行业资讯

加速度计，是测量运载体线加速度的仪表。

加速度计由检测质量(也称敏感质量)、支承、电位器、弹簧、阻尼器和壳体组成。

其中，在测量飞机过载的加速度计是获得应用的飞机仪表之一。

工作原理

闭环液浮摆式

它的工作原理是:当仪表壳体沿输入轴作加速运动时，检测质量因惯性而绕输出轴转动，传感元件将这一转角变换为电信号，经放大后馈送到力矩器构成闭环。力矩器产生的反馈力矩与检测质量所受到的惯性力矩相平衡。输送到力矩器中的电信号(电流的大小或单位时间内脉冲数)就被用来度量加速度的大小和方向。摆组件放在一个浮子内，浮液产生的浮力能卸除浮子摆组件对宝石轴承的负载，减小支承摩擦力矩，提高仪表的精度。浮液不能起定轴作用，因此在高精度摆式加速度计中，同时还采用磁悬浮方法把已经卸荷的浮子摆组件悬浮在中心位置上，使它与支承脱离接触，进一步消除摩擦力矩。浮液的粘性对摆组件有阻尼作用,能减小动态误差,提高抗振动和抗冲击的能力。波纹管用来补偿浮液因温度而引起的体积变化。为了使浮液的比重、粘度基本保持不变，以保证仪表的性能稳定，一般要求有严格的温控装置。

挠性摆式

采用挠性支承的摆式加速度计。摆组件用两根挠性杆与仪表壳体连接。挠性杆绕输出轴的弯曲刚度很低，而其他方向的刚度很高。它的基本工作原理与液浮摆式加速度计类似。这种系统有一高增益的伺服放大器，使摆组件始终工作在零位附近。这样挠性杆的弯曲很小,引入的弹性力矩也微小,因此仪表能达到很高的精度。这类加速度计有充油式和干式两种。充油式的内部充以高粘性液体作为阻尼液体，可改善仪表动态特性和提高抗振动、抗冲击能力。干式加速度计采用电磁阻尼或空气膜阻尼，便于小型化、降低成本和缩短启动时间，但精度比充油式低。

振弦式

由两根相同的弦丝作为支承的线性加速度计。两根弦丝在磁铁的气隙磁场中作等幅正弦振动。弦丝的振动频率与弦丝张力的平方根成比例。不存在加速度作用时，两根弦丝的张力相等，振动频率也相等,频率差等于零。当沿输入轴有加速度作用时,作用在检测质量上的惯性力使一根弦丝的张力增大，振动频率升高;而另一根弦丝的张力则减小，振动频率降低。仪表中设有和频控制装置，保持两根弦丝的振动频率之和不变。这样两根弦丝的振动频率之差就与输入加速度成正比。这一差频经检测电路转换为脉冲信号，脉冲频率与加速度成正比，而脉冲总数与速度成正比，因此这种仪表也是一种积分加速度计。弦丝张力受材料特性和温度影响较大，因此需要有精密温控装置和弦丝张力调节机构。

摆式积分陀螺

利用自转轴上具有一定摆性的双自由度陀螺仪来测量加速度的仪表。陀螺转子的质心偏离内环轴，形成摆性。如果转子不转动，陀螺组件部分基本上是一个摆式加速度计。当沿输入轴(即陀螺外环轴)有加速度作用时，摆绕输出轴(即内环轴)转动，使轴上的角度传感器输出信号，经放大后馈送到外环轴力矩电机，迫使陀螺组件绕外环轴移动，在内环轴上产生一个陀螺力矩。它与惯性力矩平衡，使角度传感器保持在零位附近。陀螺组件绕外环轴转动的角速度正比于输入加速度，转动角度的大小就是输入加速度的积分，即速度值。通常在外环轴上安装一个脉冲输出装置，用以得到加速度计测量的加速度和速度信息:脉冲频率表示加速度;脉冲总数表示速度。这种加速度计靠陀螺力矩来平衡惯性力矩，它能在很大的量程内保持较高的测量精度，但结构复杂、体积较大、价格较贵。