









石英挠性加速度计是一种基于石英材料挠性支撑结构的高精度惯性传感器,具有稳定性强、抗冲击性好、分辨率高等特点,广泛应用于航空航天、船舶导航、石油勘探、监测等领域。以下是国内外常见的型号及其特点:
###**一、国外主流型号**
1.**Honeywell(霍尼韦尔)系列**
-**QA750**:经典工业级型号,量程±50g,精度优于1mg,适用于飞行控制系统和稳定平台。
-**QA2000/QA3000**:型号,采用闭环力反馈技术,零偏稳定性达10??g量级,多用于姿态控制和精密制导系统。
-**RBA500**:抗辐射加固设计,适应太空环境,用于深空探测器和载荷。
2.**NorthropGrumman(诺斯罗普·格鲁曼)**
-**A4/A6系列**:微型化设计,A4量程±10g,A6扩展至±50g,适用于和战术的惯性导航模块。
3.**KVH1750IMU**
集成三轴石英加速度计与光纤陀螺,动态范围宽(±20g),适合高机动性载具的导航与姿态控制。
###**二、国内典型型号**
1.**航天科技集团系列**
-**JN-06/JN-10**:JN-06量程±20g,零偏重复性0.1mg;JN-10精度更高,用于长征系列运载火箭的姿态调控。
-**HT-250/HT-500**:耐高温型号(-55℃至+125℃),适用于火箭发动机振动监测和高温环境测试。
2.**中电科CQG系列**
-**CQG-10/CQG-20**:民用高型号,CQG-10量程±10g,适用于监测和桥梁健康检测;CQG-20精度提升,用于地质勘探设备。
3.**高校及研究所型号**
如哈工大研制的**HQF-1**型,采用数字化补偿技术,温漂误差降低至0.5mg/℃,适用于高精度惯性测量单元(IMU)。
###**三、选型要点**
-**量程与精度**:工业级(±50g,1mg)vs.战略级(±10g,0.01mg)。
-**环境适应性**:型号需满足宽温、抗冲击(≥1000g)、抗辐射等要求。
-**接口与功耗**:部分型号支持RS422、CAN总线,功耗从1W到5W不等。
部分型号因涉及用途未公开详细参数。随着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,与光纤陀螺的组合导航系统成为主流解决方案。

石英挠性加速度计是一种基于惯性原理的高精度传感器,其结构由石英材料与精密机械设计结合而成,主要包含以下关键部件:
1.**石英挠性梁**
作为弹性元件,通常由单晶石英通过光刻或微加工技术制成薄片结构,厚度可达微米级。石英的高弹性模量和低热膨胀系数赋予梁优异的机械稳定性。其的挠性设计(如E型或双端固定结构)允许在敏感轴方向产生可控形变,同时约束其他自由度,确保线性响应。
2.**惯性质量块**
由高密度材料(如钨合金)制成,通过微焊接或粘接固定于挠性梁末端。质量块在加速度作用下产生惯性力,驱动挠性梁弯曲变形,其位移量与加速度成正比。质量块设计需平衡灵敏度与结构刚度,通常采用对称布局以减小交叉耦合误差。
3.**电容检测系统**
由固定电极与质量块附着的动电极构成差分电容结构。挠性梁形变导板间距变化,通过载波调制技术检测电容差值,灵敏度可达亚纳米级位移识别。极板常镀金以提高导电性,并采用真空封装减少空气阻尼干扰。
4.**力反馈闭环系统**
包含永磁体、力矩线圈及伺服电路。当检测到位移时,电路生成反馈电流驱动线圈,产生与惯性力平衡的洛伦兹力,使质量块回归零位。反馈电流经精密采样电阻转换后输出加速度信号,该闭环设计大幅提升线性度和动态范围。
5.**温度补偿模块**
集成微型温度传感器和补偿算法电路。石英虽具低热敏感性,但细微温度漂移仍通过数字滤波或材料匹配(如选用殷钢支架)进行实时校正,确保全温域稳定性。
6.**真空密封壳体**
采用金属-陶瓷封装技术,内部维持10^-3P真空以消除气体阻尼。外壳多层电磁屏蔽设计有效隔离外部磁场与机械振动,同时通过热膨胀匹配焊接确保长期气密性。
这些部件协同工作,使石英挠性加速度计在航空航天、惯性导航等领域实现μg级分辨率与10^-5量级的非线性精度,其结构设计充分体现了微机械系统的高集成与材料特性优化。


石英挠性加速度计接线方法及注意事项
石英挠性加速度计是一种高精度惯性测量器件,二轴加速度传感器厂家,其接线需严格遵循规范以确保测量精度和设备安全。典型接线流程如下:
1.电源与信号接口
石英挠性加速度计通常包含电源输入(+Vcc/-Vcc)、信号输出(±OUT)和公共地(GND)端子。需使用低噪声直流稳压电源,电压范围应符合器件规格(常见±12V或±15V)。电源线建议采用双绞屏蔽线,长度不超过1米,并就近接入电源滤波器。
2.信号输出处理
输出信号为差分电压信号,需通过精密仪表放大器进行调理。信号线应采用同轴屏蔽电缆,屏蔽层单端接地(接设备端GND)。若需长距离传输(>3m),建议采用电流环输出方式,可增强抗干扰能力。
3.接地规范
必须建立统一接地点,电源地、外壳地和信号地应通过星型单点连接。避免形成接地环路,推荐使用截面积≥1.5mm2的铜导线。工业现场需特别注意与动力电缆的隔离距离(建议>30cm)。
注意事项:
1.电源反接会导致损坏,通电前需双重确认极性
2.禁止带电插拔连接器,防止瞬态电压冲击
3.信号线不得与功率线平行布置,交叉时应成直角
4.机械安装需避免引入额外应力,固定力矩通常为0.5-1N·m
5.焊接操作时应使用防静电设备,烙铁温度不超过350℃
6.长时存放需在干燥氮气环境中,相对湿度<60%
建议完成接线后执行以下验证:
1.上电后测量零点输出(典型值<±20mV)
2.施加1g重力场验证灵敏度(根据标定证书)
3.进行频率响应测试(0-100Hz范围内幅值波动应<3%)
严格遵循厂家提供的接线图和安装手册,不同型号器件可能存在引脚定义差异。异常工况下应立即断开电源并检查接线阻抗(电源端对地阻抗应>10MΩ)。
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