[发明专利]一种局域优化的高精度静电加速度计测试摆台

说明书

本发明涉及一种局域优化的高精度静电加速度计测试摆台，采用柔性挠曲悬挂摆台的方式，使得安装摆台能够随着地面水平振动而摆动，从而利用摆台自身倾斜引入的重力沿水平方向的分量来平衡地面水平振动，再利用安装摆台上的三维位移调节平台调节加速度计在摆台上的位置，使得加速度计测点处在摆台的质心垂线上，以减小扭转运动加速度耦合到水平方向加速度上，同时调节测点的高度令其落在在整个摆台的撞击中心处，以获得撞击中心处对高频振动抑制的效果；该测点的水平加速度噪声在较宽频带内均达到较低水平，从而在该测点进行高精度惯性仪器性能测试。

技术领域

本发明涉及水平被动隔振系统的技术领域，具体为一种局域优化的高精度静电加速度计测试摆台。

背景技术

地球重力场反映地球物质的空间分布、运动和变化，确定地球重力场精细结构及时间相依变化将为现代地球科学解决人类面临的资源、环境和自然灾害等紧迫课题提供依据。卫星重力测量由于其高精度、高分辨率和高效率的特点正在逐渐成为一种重要的地球重力测量手段。近年来，各国不断开展着以地球重力场恢复为目标的卫星重力测量空间计划，其关键载荷重力梯度仪是由多对高精度加速度计组成。以欧空局的 GOCE（GravityField and Steady-State Ocean Circulation Explorer）计划为例，其搭载的加速度计分辨率高达3×10^-12 m/s²/Hz^1/2。此外，高精度重力仪在观测地球运动、勘探矿产资源等领域发挥了极其重要的作用，对于这类高精度的重力仪，其分辨率往往高达 10^-10g 或以上。为了保证这类高精度惯性仪器的可靠工作，在地面对其进行测试与检定是一项很重要的工作。在检定过程中，灵敏度与分辨率测试是必不可少的一部分内容。在测试过程中，我们必须考虑待检仪器所处环境的本底振动噪声对测试的影响。一切地面实验都不可避免的会受到地脉动噪声的影响，即便是在最安静的地区，在惯性仪器的测量频带亚赫兹范围内，地脉动噪声依然高达10^-8 m/s²/Hz^1/2，这已经高出了目前很多高精度惯性仪器的噪声水平。所以要在地面上对高精度的惯性仪器的性能进行评估，地面振动隔离系统是必不可少的。

我们知道，传统的隔振系统的隔振频带取决于其固有频率。一般而言，只有在其固有频率以上才有隔振效果。目前市面上的隔振平台的固有频率大都在几个赫兹以上，而多自由度隔振系统更是少之又少，所以市面上的这些隔振平台是很难满足测量频带低到毫赫兹量级的高精度惯性仪器的测试需求。为此，我们必须打开思路，突破传统隔振系统的限制，开发能够在较宽频带范围内提供隔振效果的系统。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术缺陷，针对现有的隔振系统的不足以及高精度惯性仪器的测量需求，本发明提供了一种局域优化的高精度静电加速度计测试摆台，采用柔性挠曲悬挂摆台的方式，使得安装摆台能够随着地面水平振动而摆动，从而利用摆台自身倾斜引入的重力沿水平方向的分量来平衡地面水平振动，再利用安装摆台上的三维位移调节平台调节加速度计在摆台上的位置，使得加速度计测点处在摆台的质心垂线上，以减小扭转运动加速度耦合到水平方向加速度上，同时调节测点的高度令其落在在整个摆台的撞击中心处，以获得撞击中心处对高频振动抑制的效果；该测点的水平加速度噪声在较宽频带内均达到较低水平，从而在该测点进行高精度惯性仪器性能测试。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种局域优化的高精度静电加速度计测试摆台，其特征在于，包括悬挂框架、柔性挠曲、刚性摆台框架、安装摆台和局域优化调节装置，所述的悬挂框架安装在地面上，悬挂框架内顶面上端经柔性挠曲连接一置于悬挂框架内的刚性摆台框架，所述的刚性摆台框架下端连接一水平设置的安装摆台，安装摆台上端连接有置于刚性摆台框架内的局部优化调节装置；

所述的局部优化调节装置包括加速度计、三维位移调节平台、控制器和数据线缆，所述的三维位移调节平台安装在安装摆台上，三维位移调节平台上端安装有加速度计，三维位移调节平台实现加速度计在水平正交两方向和竖直方向上的移动，所述的加速度计经竖向线缆连接控制器。