[发明专利]一种具有小应力形变的惯性传感器的安装结构及安装方法

说明书

本发明提出一种具有小应力形变的惯性传感器的安装结构及安装方法，总装前在MEMS惯性传感器四个安装孔内装上螺纹柱，用螺母及垫片将螺纹柱与传感器紧固，通过机械加工或研磨的方式对四件螺柱大端面进行精加工，保证四件螺柱大端面在同一平面上，螺纹柱端面与传感器底面平行度达到0.02mm以内，螺柱表面高出传感器端面0.8mm，螺柱端面形位公差在±0.02mm内。再将带螺纹柱的传感器通过4个螺钉安装在基座安装面上，达到传感器的安装要求。本发明通过使用低成本MEMS惯性传感器达到较高测量精度的应用效果，保证传感器在使用过程中具有测量准确度高和指标长期稳定性好的工作状态。

技术领域

本发明涉及微机电惯性传感器的安装技术领域，具体为一种具有小应力形变的惯性传感器的安装结构及安装方法。

背景技术

惯性传感器是检测和测量加速度、倾斜、旋转和多自由度(DoF)运动的传感器，是解决导航、定向和运动载体控制的重要部件。微机电(MEMS)惯性传感器是采用类似于集成电路加工工艺的惯性传感器，具有全固态、低功耗、耐冲击和体积小等优点。MEMS惯性传感器的安装质量对传感器的正常工作及工作稳定性起到决定性的作用，惯性传感器对安装面的要求非常高，主要体现在基座材料特性、安装面形位公差、尺寸公差、固定螺钉的预紧力控制等方面。如果安装结构不符合要求，或安装方式不正确，就会在惯性传感器的内部产生应力，导致传感器测量输出产生零位误差，同时随着时间和环境温度的变化应力缓慢释放，进而导致惯性传感器测量输出的长期稳定性指标变差。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种具有小应力形变的惯性传感器的安装结构及安装方法，采用本发明进行MEMS惯性传感器装配，特别是ADIS系列集成传感器组合(如ADIS16448)的装配，实现通过使用低成本MEMS惯性传感器达到较高测量精度的应用效果，保证传感器在使用过程中具有测量准确度高和指标长期稳定性好的工作状态。

本发明的技术原理是：总装前在MEMS惯性传感器四个安装孔内装上螺纹柱，用螺母及垫片将螺纹柱与传感器紧固，通过机械加工或研磨的方式对四件螺柱大端面进行精加工，保证四件螺柱大端面在同一平面上，螺纹柱端面与传感器底面平行度达到0.02mm以内，螺柱表面高出传感器端面0.8mm，螺柱端面形位公差在±0.02mm内。再将带螺纹柱的传感器通过4个螺钉安装在基座安装面上，达到传感器的安装要求。

具体本发明的技术方案为：

所述一种具有小应力形变的惯性传感器的安装结构，其特征在于：由带螺纹柱的惯性传感器、沉头螺钉(5)、基座(6)组成；

所述带螺纹柱的惯性传感器由惯性传感器(1)、螺母(2)、垫片(3)、螺纹柱(4)组成；

螺纹柱(4)装在惯性传感器(1)的四个安装孔内，并通过螺母(2)、垫片(3)将螺纹柱与传感器紧固；

四个螺纹柱(4)的大端面在同一平面上，螺纹柱(4)大端面与惯性传感器(1)底面平行度在0.02mm内，螺纹柱(4)大端面高出惯性传感器(1)底面0.8mm，螺纹柱(4)大端面的形位公差在±0.02mm内；螺纹柱(4)大端面中心开有同轴的螺纹盲孔；

沉头螺钉(5)穿过基座(6)中的连接孔后与螺纹柱(4)大端面中心螺纹盲孔连接，将带螺纹柱的惯性传感器安装在基座安装面上；所述基座的安装面的平面度、平行度形位公差均在±0.02mm内。

进一步的优选方案，所述一种具有小应力形变的惯性传感器的安装结构，其特征在于：所述螺纹柱(4)采用为三段台阶轴，小径段具有外螺纹，用于在螺纹柱(4)穿过惯性传感器(1)安装孔后与螺母(2)、垫片(3)配合，将螺纹柱与传感器紧固；中间段处于惯性传感器(1)安装孔内，大径段用于与基座安装面连接。

进一步的优选方案，所述一种具有小应力形变的惯性传感器的安装结构，其特征在于：所述惯性传感器(1)采用ADIS系列集成传感器组合。