陀螺测斜仪技术手册
３．工作原理
由石英晶体为核心的振荡器及分频器，对晶振频率进行分频把这三个信号接到与门电路，其输出信号输入至分相电路，且三输出端频率相位各相差120。把相位相差120的三路方波信号分别经过电压放大后再进行功率放大，作为陀螺马达电源的Ａ相、Ｂ相、Ｃ相电源。三相方波相序为Ａ相超前Ｂ相，Ｂ相超前Ｃ相。
４．主要技术指标
? 电源频率
410±0.5HZ方波
? 三相方波每两相间相位差 120±2° ? 三相方波线电压 ? 输出功率
16±0.5V ≥5W
3．3 陀螺传感器及解调基准信号源
1.概述
陀螺传感器及解调基准信号源是作为陀螺的专用信号源，它供给传感器桥路激励信号以及供给力反馈放大电路作解调基准信号。 陀螺传感器是由两个变压器和电阻组成的电桥电路。
陀螺传感器电源通过变压器分别供给X轴传感桥路和Y轴传感器桥路。考虑到减少谐波和提高传感器灵敏度，供给桥路电压应采用３．５Ｖ正弦波电压。
考虑到提高力反馈电路解调级的效率，基准电源采用与陀螺传感器电源相同的正弦波电压，作为陀螺仪信号的全波解调基准信号。
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由于电感传感器刻度因数随频率变化，所以在电路中应用稳定频率源供电。
２．电路工作原理
由晶体振荡器和分频电路获得８千赫方波，对此方波进行方波—正弦波变换，它的输出经功率放大提供３．５Ｖ８千赫正弦电压信号，作为传感器电源及反馈电路解调基准。 ? ８ＫＨｚ带通滤波电路
８ＫＨｚ选频滤波电路是一种通用的巴特沃斯多路负反馈带通滤波器，通过它能良好的将方波变成正弦波，是一种既简单，调试方便而又能获得满意失真度的电路，其失真度一般都在１%以内。 其中
? 功率放大电路
功率放大电路由放大器，两对互补晶体管及反馈电阻组成，它把经滤波电路得到的8KHZ正弦波放大为功率大于1W的正弦波电压信号，分别作为X轴、Y轴传感器的电源及反馈电路的解调基准。 ? 输出电压自动控制增益电路
作为传感器电源和解调基准，对电源的电压值受严格的要求，如果电源电压不稳定，则陀螺传感器输出信号也随之变化。输出电压自动控制增益电路的作用是使输出电源电压稳定，它由二级管、滤波电路、反向求和放大器组成。最后的正弦波输出电压稳定在３.5Ｖ左右。
３．技术指标
单相正弦波电压 单相正弦波频率 输出功率
3.5±0.2V 8KHZ±0.1% 大于1W
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3．4陀螺模拟力反馈电路
模拟力反馈电路包含陀螺传感器、力反馈电路、力矩电流发生器、传感器与解调基准的信号源等四部分。陀螺角动量Ｈ在某一外界角速率作用下将偏离其零位。这时，由传感器电源机理的电感差动传感电桥，送出一个与角动量Ｈ运动成正比的调幅信号。该信号经放大选频滤波、解调、频率补偿，产生出相应的力矩电流，并送入力矩电流发生器，使陀螺转子Ｈ角动量跟踪输入角速度而返回零位，通常称为陀螺锁定。力反馈电路的作用就是为了实现这种锁定作用而设置的。
3．5石英挠性加速度计
１．概述
石英挠性加速度计是一种摆式加速度计，它与轴承摆式加速度计的主要区别是它的摆组件弹性的连接在石英晶体经过特殊加工形成的挠性支撑上，从而消除了类似宝石轴承和轴尖之间的干摩擦，并也同时引入了所需的弹性力矩。使加速度计具有一定性能精度。石英加速度计的特点是结构简单、体积小、重量轻、精度高、可靠性好，是惯性导航与制导以及其他惯性定位系统中被广泛应用的一种惯性器件。
２．石英加速度计主要技术指标
输入范围 标度因数 偏值
±10g 3—4mA / g <15mg
≤15?10?5g / ℃ ≤100ppm / ℃ Φ25mm×25mm
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偏值温度系数
标度因数温度系数 最大尺寸
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重量
≤60g －40-125℃
500g 1ms （1/ 2 sine） ±12.5~116V ≤20mA
温度范围 冲击
工作电压 工作电流
３．石英加速度计的工作原理与组成
石英加速度计的工作原理如图所示，是一个检测加速度的力平衡式单轴电气――机械装置，它主要由以下几个部分组成。
? 检测质量
构成检测质量的元件有∶熔凝石英平板加工形成的环形挠性敏感元件的中心圆盘部分，以及与这一石英圆盘接在一起的两个力矩器动圈，这一中心圆盘与石英外环通过两条平行的石英挠性梁相连接，由于采用了特种工艺加工这两条石英梁，保证检测质量只沿使石英梁弯曲的一个方向的自由度。因为采用了这种结构，又采用了石英材料，使得它消除了采用宝石轴承支撑引起的干摩擦作用，基本上消除了一般弹性材料都有的疲劳，不稳定性和迟滞误差。石英材料的温度系数几乎是所有材料最低的一种，因此石英加速度计的刻度因数的温度系数是低的。
? 信号器
石英加速度计采用电容式信号传感器，电容的活动极板由中心石英圆盘上、下两表面用真空镀膜方法镀一层0.25?厚的金来解决。电容的固定极板由与此石英圆盘周边固定一起的环形石英板来充当，在上、下两块环形状石英板与中心石英圆盘镀金的相应位置，也镀上一层金，活动极板上的电容信号及固定在活动板上和一对力矩器线圈的反馈电流，通过在两个
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桥形挠性石英梁上的镀金布线来传输。
? 力矩器
石英加速度计是采用永磁动圈式的力矩器。采用对顶放置的两个磁路，则两个磁路既相互独立各成体系，又相互补充形成推挽结构，起到了补偿非线性误差，减小对内、外的电磁干扰，提高了永磁材料利用效率的作用。
? 阻尼器
由于检测质量组件与磁路、电容极板之间的间隙很小（约０．０２毫米左右），则当检测质量组件运动时将会产生较大的气体压膜阻尼。一般来说它的大小和阻尼面积室气隙厚度有关，阻尼系数与阻尼面积二次方成正比，和气膜间隙的四次方个反比。采用压膜阻尼效应可去掉繁琐的充油工序，提高经济性和稳定性。另外，作为检测质量一部分的力矩器动圈也由于检测质量组件的运动而产生电磁阻尼，这两种阻尼的综合作用可使加速度计正常工作，无需另加液体阻尼。所谓石英加速度计有时称之为干式加速度计的由来于此。
? 电子线路
石英加速度计的电子部分由分离元件和集成电路混合而成，与加速度计表头分离安装，表不安装在惯性体上，电子线路则安装在线路安装板上。电路主要有两大部分即１００千赫的基准振荡器和控制伺服放大器。
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