[发明专利]一种石英挠性加速度计加速稳定试验剖面及其确定方法

说明书

技术领域

本发明提供一种石英挠性加速度计加速稳定试验剖面，特别是涉及一种温度循环与随机振动综合试验类型的石英挠性加速度计加速稳定试验剖面及其确定方法，属于可靠性加速试验技术领域。

背景技术

石英挠性加速度计是一种机械摆式加速度计，用来感测运动载体的线运动信息，是构造惯导系统的核心器件，其精度高低和性能优劣很大程度上决定了惯导系统的精度和性能，其广泛应用于导弹、卫星、火箭等飞行器中，对于保障飞行器姿态稳定和目标准确起着非常重要的作用。

石英挠性加速度计产品在出厂之前，都要经过加速稳定试验过程，促使加速度计参数在生产出来后能够快速稳定。现阶段，所使用的老化筛选试验为温度循环。但是从已生产出来的加速度计产品看，在受到时间和外界环境的作用影响下，其关键参数(零偏、标度因数)产生漂移，造成加速度计在使用过程中普遍存在长期重复性差、标定周期短、使用维护复杂等问题。因此，需要研究一种能够使加速度计快速进入稳定状态的工艺方法。目前，针对加速度计的研究，多集中在测量误差影响因素、环境误差建模与补偿技术方面。通过对现有技术的查新，国内外还没有关于石英挠性加速度计参数稳定、提高参数重复性的加速稳定试验方法方面的研究。

发明内容

1、发明目的

本发明的目的在于针对现有技术所存在的问题，提供一种石英挠性加速度计加速稳定试验剖面及其确定方法。它是通过试验设计并进行多组不同类型试验后，该不同类型试验包含快速温度变化循环试验、快速温度变化循环与随机振动综合试验，对比确定出一种石英挠性加速度计的加速稳定试验剖面，能够使加速度计参数在短时间内达到快速稳定的目的。该试验剖面与现阶段生产使用的试验剖面相比，促使石英挠性加速度计参数加速稳定的效率高，试验时间短。

2、技术方案

(1)本发明一种石英挠性加速度计加速稳定试验剖面，它由5个相同的综合剖面构成(每个综合剖面都是快速温度变化循环和随机振动两种应力综合的剖面)，一个综合剖面见图2所示。其中，一个综合剖面的快速温度变化循环剖面是从常温以温变速率α_T降温到低温温度T_低后保温t_低时间，然后从低温温度T_低以温变速率α_T升温到高温温度T_高后保温t_高时间，最后从高温温度T_高以温变速率α_T降温到常温；一个综合剖面的随机振动是指按照图3所示的功率谱密度剖面以振动量级为V振动时间为tV进行振动，其功率谱密度剖面是从20Hz到2000Hz的随机振动功率谱，从20Hz开始以3dB/oct的谱线斜率升到80Hz，从80Hz到350Hz为平直谱，从350Hz以-3dB/oct的谱线斜率降到2000Hz；它是在快速温度变化循环剖面的低温保温时间和高温保温时间中，即在继续维持低温或高温的情况下，施加随机振动。同时，在每次振动前要给石英挠性加速度计通电，每次振动时间结束后给石英挠性加速度计断电。

(2)本发明一种石英挠性加速度计加速稳定试验剖面的确定方法，该方法具体步骤如下：

步骤一：确定试验因素，选择应力水平，设计试验方案。确定其中的试验因素为振动应力量级和振动时间，每个试验因素分别选择2个应力水平，根据正交试验设计表确定实施的试验方案。该方案中，从试验类型上包括两种加速试验，即快速温度变化循环试验、快速温度变化循环与随机振动综合试验；从试验组数上，按照试验设计需要进行三组试验，即快速温度变化循环剖面加速试验(简称A剖面加速试验)、快速温度变化循环与随机振动综合剖面1加速试验(简称B剖面加速试验，振动量级为V₂，振动时间为t₁)、快速温度变化循环与随机振动综合剖面2加速试验(简称C剖面加速试验，振动量级为V₂，振动时间为t₂)。

步骤二：实施A剖面加速试验。进行40个循环的A剖面加速试验，在试验开始前和每个温度循环剖面试验结束后都进行离线的加速度计参数测试。主要包括：

a.记录初始数据：试验前，将石英挠性加速度计安装在测试工装上，按照性能参数测量方法测试计算石英挠性加速度计的主要参数，包括零偏、标度因数和非线性系数，记录试验前初始数据。

b.安装石英挠性加速度计：将石英挠性加速度计放入温箱中，并安装在专用夹具上。

c.设定温箱运行程序：按照A剖面设定温箱运行程序，每次运行一个循环。