高抗型石英加速度计

石英挠性加速度计是一种基于石英材料压电效应与挠性支撑结构的高精度惯性传感器，广泛应用于航空航天、惯性导航、监测及精密仪器领域。其由石英晶体谐振器和挠性悬臂梁组成，通过检测惯性力引起的结构形变实现加速度测量。
信号输出特性方面，石英挠性加速度计通常产生与输入加速度成正比的电荷或电压信号。压电石英晶体在受力时产生表面电荷，经电荷放大器转换为低阻抗电压信号。典型灵敏度可达100-500mV/g，量程范围覆盖±1g至±100g，低频响应可延伸至0Hz（静态测量），高频响应上限约1kHz。输出信号易受温度漂移影响，需内置温度传感器配合补偿算法，温漂系数可控制在50μg/℃以内。
信号处理流程包含三个关键环节：首先通过低噪声前置放大器将pC级电荷信号放大，并转化为电压信号；其次采用带通滤波器（0.1Hz-500Hz）抑制高频噪声和超低频干扰；进行模数转换与数字补偿，通过查表法或多项式拟合消除非线性误差，非线性度可达0.05%FS。对于交叉轴干扰，依托精密机械加工可将串扰抑制在-40dB以下。
该传感器在航空航天领域优势显著，其分辨率可达10μg，零偏稳定性优于50μg/h，具备抗冲击（>1000g）、耐振动特性。但相比MEMS加速度计，体积较大（典型尺寸30×30×15mm），功耗较高（约1W），适用于对精度要求严苛的工业场景。现代设计中常集成自检电路，通过施加静电激励实现传感器健康状态在线监测。

石英挠性加速度计作为高精度惯性传感器的代表，其发展历程与航空航天、导航及工业控制技术的需求紧密相关。20世纪50年代，随着和航天器的快速发展，传统机械式加速度计因摩擦、迟滞等问题难以满足高精度要求。在此背景下，石英材料因其优异的温度稳定性、低热膨胀系数和弹性特性受到关注。60年代，美国研制出基于石英挠性支承结构的加速度计，通过光刻和化学蚀刻技术加工出超薄石英摆片，结合电磁反馈技术，显著提升了灵敏度和长期稳定性，成为惯性导航系统的元件。
70至80年代，技术进入快速发展期。石英微加工工艺的成熟使得挠性支承结构更加精细，同时温度补偿电路和闭环控制技术的引入，有效降低了环境干扰对输出的影响。这一阶段的产品精度达到10??g级别，被广泛应用于战略、潜艇导航及姿态控制。90年代后，微电子机械系统（MEMS）技术的兴起推动石英加速度计向小型化、集成化发展。通过硅-石英异质键合工艺，实现了敏感结构与ASIC电路的微型封装，功耗和体积大幅缩减，为民用领域（如石油测斜仪、监测设备）的拓展奠定了基础。
进入21世纪，石英挠性加速度计在抗辐射、抗冲击等环境适应性方面持续突破。新型数字闭环控制算法和纳米级加工技术使其精度逼近10??g，支撑了深空探测器和导航系统的发展。当前，该技术正与光纤陀螺、原子干涉仪等新型传感器融合，向多物理场耦合补偿、智能自诊断方向发展，持续巩固其在惯性测量领域的地位。

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，高抗型石英加速度计，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。