航新公司(图)-石英加速度计作用-贵州加速度计

<b>石英挠性加速度计定义</b><br /><div style='text-align: center;'><img src='https://img301.dns4.cn/pic/262092/p3/20190114140243_1385_zs.jpg' data-ke-src='https://img301.dns4.cn/pic/262092/p3/20190114140243_1385_zs.jpg'></div><div style='text-align: center;'><img src='https://img301.dns4.cn/pic/262092/p4/20190114141920_6316_zs.jpg' data-ke-src='https://img301.dns4.cn/pic/262092/p4/20190114141920_6316_zs.jpg'></div><p style='line-height:2;font-size:16px;'>石英挠性加速度计是一种基于石英材料特性和挠性支撑结构设计的高精度惯性传感器，主要用于测量物体在运动过程中的加速度或静态重力加速度。其原理是通过检测惯性力作用下敏感元件的形变或振动特性变化，将加速度信号转换为电信号输出，具有高分辨率、低噪声和优异稳定性的特点。<br/>###工作原理<br/>该加速度计的元件由石英晶体材料制成，利用石英的压电效应和低热膨胀系数特性。其结构通常包含一个挠性支撑的振动梁（石英振梁），梁两端固定并连接检测质量块。当外界加速度作用于系统时，质量块因惯性力产生位移，导致石英振梁发生弯曲形变。通过电容式或压电式检测机制，将梁的形变量转换为电信号，经电路处理后输出与加速度成正比的电压信号。挠性支撑结构通过低刚度设计实现微小位移的灵敏检测，同时保持高抗冲击能力。<br/>###典型结构<br/>1.**石英振梁**：采用光刻或离子刻蚀工艺加工的高纯度石英晶体，构成谐振器主体<br/>2.**挠性支撑**：薄壁铰链结构实现质量块与基座的柔性连接<br/>3.**惯性质量块**：高密度材料（如钨合金）制成的检测质量体<br/>4.**检测系统**：包含电极板、闭环伺服电路和温度补偿模块<br/>###技术特点<br/>-**精度高**：分辨率可达微克（μg）量级，长期稳定性优于0.01%<br/>-**抗干扰强**：石英材料具有零蠕变特性，温度误差通过补偿电路可控制在5ppm/℃以内<br/>-**动态范围宽**：典型量程覆盖±1g至±100g，频响特性达500Hz以上<br/>-**可靠性优异**：无机械磨损部件，寿命超过10万小时<br/>###应用领域<br/>主要应用于航空航天惯性导航（制导、姿态控制）、精密监测、石油测斜仪器、高精度工业自动化设备（半导体光刻机）等领域。在战略系统中，其累积误差可控制在1mg以下，满足长航时导航需求。<br/>该技术现正向数字化、多轴集成方向发展，新型设计采用MEMS工艺实现芯片级封装，同时引入光纤检测技术提升抗电磁干扰能力。</p><div id='div_zsDIV'></div> <br /><b>石英挠性加速度计的敏感元件是什么</b><br /><div style='text-align: center;'><img src='https://img301.dns4.cn/pic/262092/p2/20190114145358_8634_zs.jpg' data-ke-src='https://img301.dns4.cn/pic/262092/p2/20190114145358_8634_zs.jpg'></div><p style='line-height:2;font-size:16px;'>石英挠性加速度计是一种高精度惯性传感器，其敏感元件是由石英材料制成的挠性摆片组件。这一组件的设计和材料特性使其能够感知外界加速度变化，成为加速度计实现高灵敏度与稳定性的关键。<br/>石英作为敏感元件的基础材料，具有多项优异特性：首先，其热膨胀系数极低（约0.55×10^-6/℃），显著降低了温度变化引起的测量误差；其次，石英的弹性模量高且稳定，挠性结构在受力后能产生的弹性形变；再者，石英的物理化学性质稳定，石英加速度计作用，抗电磁干扰能力强，且无磁性，适用于复杂环境。这些特性使石英成为制造高精度加速度计的理想材料。<br/>敏感元件的结构由光刻和化学蚀刻工艺精密加工而成，主要包括：<br/>1.**挠性摆片**：厚度仅数十微米的超薄石英片，通过微加工形成柔性铰链结构，允许质量块在加速度作用下绕支点偏转<br/>2.**检测质量块**：与摆片集成的石英质量块，通常设计为对称结构以减小交叉耦合误差<br/>3.**电极系统**：在石英表面镀制的金属电极，包括驱动电极和检测电极，用于形成静电力反馈和电容检测<br/>其工作原理基于经典牛顿力学：当加速度作用于传感器时，检测质量块因惯性力产生位移，导致挠性摆片发生微米级弹性变形。这种形变通过两种方式被检测：电容式检测通过测量质量块与固定电极间的电容变化；压电式则利用石英的压电效应产生电荷信号。同时，闭环系统通过静电力反馈使质量块保持平衡，反馈力大小即对应加速度值。<br/>敏感元件的创新设计体现在三个方面：采用全石英一体化结构消除装配应力；挠性铰链的对称布局降低横向干扰；微米级加工精度确保结构一致性。这些设计使传感器具备优于1μg的分辨率和0.01%的线性度，在航天器姿态控制、战略制导等领域具有的作用。随着微机电系统（MEMS）技术的发展，石英挠性加速度计正向微型化、智能化方向演进，但其敏感元件仍保持着石英材料的优势。</p><br /><div style='text-align: center;'><img src='https://img301.dns4.cn/pic/262092/p4/20190114140145_7074_zs.jpg' data-ke-src='https://img301.dns4.cn/pic/262092/p4/20190114140145_7074_zs.jpg'></div><div style='text-align: center;'><img src='https://img301.dns4.cn/pic/262092/p3/20190119095538_1775_zs.jpg' data-ke-src='https://img301.dns4.cn/pic/262092/p3/20190119095538_1775_zs.jpg'></div><p style='line-height:2;font-size:16px;'>石英挠性加速度计是一种基于石英材料的高精度惯性传感器，其尺寸设计直接影响其性能与应用场景。典型尺寸范围因型号和用途而异，常见的封装形式为圆柱形或长方体结构，直径通常介于20至50毫米，长度或厚度在10至30毫米之间，整体重量约30至150克。例如，单轴加速度计厂家，某型航空用石英挠性加速度计的外形为直径32毫米、高度18毫米的圆柱体，重量约50克，兼顾了紧凑性与抗振需求。<br/>###结构与尺寸特征<br/>石英挠性加速度计的组件包括石英摆片、挠性支撑梁、质量块、电磁线圈和信号检测电路。其中，石英摆片的厚度通常为0.1至0.3毫米，通过光刻和离子蚀刻工艺实现微米级精度的挠性结构。微型化设计中，敏感元件的有效区域可控制在10×10毫米以内，而整体封装需预留电磁驱动空间和热膨胀缓冲结构，故总尺寸难以大幅缩减。<br/>###影响尺寸的关键因素<br/>1.**精度要求**：高精度型号需更大的质量块以提高信噪比，导致尺寸增加。例如，导航级产品可能比战术级产品体积大20%-30%。<br/>2.**环境适应性**：或航天型号需强化封装以耐受冲击（>1000g）和宽温域（-55℃至125℃），外壳厚度通常增加1-2毫米。<br/>3.**集成度**：新型设计采用ASIC电路将信号调理模块集成在封装内，石英加速度计尺寸，相比外置电路可减少30%的安装空间。<br/>###技术演进与小型化趋势<br/>近年来，通过石英深反应离子刻蚀（DRIE）技术，贵州加速度计，挠性梁厚度已突破50微米级，使敏感芯片厚度缩减至2毫米以内。同时，三维封装技术将电路堆叠于机械结构上方，促使部分型号体积较早期产品减少40%。然而，受限于石英材料特性和物理测量原理，其尺寸仍大于MEMS加速度计，但在微重力测量和战略级导航领域仍。<br/>工业级产品尺寸相对宽松，通常采用30×30×15毫米的标准化模块；而星载型号通过钛合金轻量化壳体可将重量控制在80克以下。未来，随着异质集成技术和新型压电材料的应用，石英挠性加速度计有望在保持μg级精度的同时，进一步突破小型化瓶颈。</p> <br /> 航新公司(图)-石英加速度计作用-贵州加速度计由廊坊市航新仪器仪表有限公司提供。行路致远，砥砺前行。廊坊市航新仪器仪表有限公司致力成为与您共赢、共生、共同前行的战略伙伴，更矢志成为电子、电工产品制造设备具有竞争力的企业，与您一起飞跃，共同成功!同时本公司还是从事加速度传感器，加速度传感器厂家，石英扰性加速度传感器的厂家，欢迎来电咨询。