[发明专利]一种石英挠性加速度计快速稳定试验剖面及其实施方法

权利要求书

1.一种石英挠性加速度计快速稳定试验剖面，其特征在于：它由6个相同的温度循环剖面和一次振动剖面组合而成；其中，该温度循环剖面是从常温以温变速率55℃/min降温到低温温度-50℃后保温1h35min，然后从低温温度-50℃以温变速率55℃/min升温到高温温度90℃后保温2h35min，最后从高温温度90℃以温变速率55℃/min降温到常温；该一次振动剖面是指按照功率谱密度剖面以10gRMS的量级振动10min，其功率谱密度剖面是从20Hz到2000Hz的随机振动功率谱，从20Hz开始以3dB/oct的谱线斜率升到80Hz，从80Hz到350Hz为功率谱密度为0.109g²/Hz的平直谱，从350Hz以-3dB/oct的谱线斜率降到2000Hz；该一次振动剖面是在6个温度循环剖面完成后，继而在常温条件下进行的；同时，在振动前要给石英挠性加速度计通电，振动结束后给石英挠性加速度计断电。

2.根据权利要求1所述的一种石英挠性加速度计快速稳定试验剖面的实施方法，其特征在于：该实施方法步骤如下：

步骤一：记录初始数据：试验前，将石英挠性加速度计安装在测试工装上，按照性能参数测量方法测试计算石英挠性加速度计的主要参数，包括零偏、标度因数和非线性系数，记录试验前初始数据；

步骤二：设定温箱运行程序并实施温度循环试验：将石英挠性加速度计放置在温度试验箱中，按照温度循环剖面设定温箱运行程序，并按照设定的温箱运行程序实施温度循环试验，每次完成一个温度循环；

步骤三：一个温度循环试验后测试数据：完成一个温度循环后，待石英挠性加速度计表面恢复到常温，将其取出温箱安装到测试工装上，按照性能参数测量方法测试计算一个循环试验后的石英挠性加速度计的零偏、标度因数和非线性系数；

步骤四：实施振动试验：继续进行步骤二和步骤三的温度循环试验和试验后参数测试，当完成6个温度循环后，先不进行步骤三的试验后测试，而进行一次随机振动，完成随机振动后按照性能参数测量方法测试石英挠性加速度计的参数，该实施振动试验的操作步骤如下：

a.安装石英挠性加速度计：将石英挠性加速度计安装在振动台的专用夹具上，按照+1g状态摆放，用3个螺丝拧紧，拧紧力矩为2.5kgf·cm，石英挠性加速度计处于不通电非工作状态；

b.设定振动台运行程序：按照随机振动功率谱密度剖面图设定振动台的运行程序，并设定振动量级为V，振动时间为t_V；

c.按照设定的振动台运行程序进行随机振动，并保证在振动前给加速度计通电，振动结束后对石英挠性加速度计进行功能测试，即记录下加速度计在+1g状态下的信号输出，记录完毕后给加速度计断电；

d.完成振动试验后按照性能参数测量方法测试计算石英挠性加速度计的零偏、标度因数和非线性系数，仅完成6个温度循环时不进行参数测试；

步骤五：重复进行以上步骤二、步骤三、步骤四这三个步骤，共完成40个循环试验，得到40个循环后的试验数据和1个试验前初始数据；

步骤六：确定能够使石英挠性加速度计参数稳定的循环数：根据趋势项检验方法和波动项检验方法综合确定出温度循环与随机振动组合试验的稳定循环数，以两种方法计算出的循环数的最大值确定为该试验的稳定循环数。

3.一种石英挠性加速度计快速稳定试验剖面的实施方法，其特征在于：在步骤一、步骤三和步骤四中所述的性能参数测量方法，其具体步骤如下：

1)加速度计按“门”状态安装在端齿盘上，保证加速度计安装力矩同一试验中保持一致；

2)通电后，将温控包的温度升至55℃±0.2℃，并保持30min；

3)达到保持时间后，测试采样电阻：将数字电压表置于电阻档直接读出，记下电阻R；

4)测试输出信号噪声：将数字电压表置于交流电压档直接读出，之后将数字电压表置于直流电压档；

5)将端齿盘顺时针方向旋转，依次使转角θ在0°，90°，180°，270°四个位置上，读取加速度计输出值作为该位置的输出值，分别记作U₀，U₉₀，U₁₈₀，U₂₇₀，然后端齿盘转回到0°；

6)根据以下公式计算得到石英挠性加速度计零偏K₀、标度因数K₁和非线性系数K₂：

K₁＝(U₉₀-U₂₇₀)/2          标度因数，单位：V/g；

K₀＝(U₀+U₁₈₀)/2K₁    零偏，单位：mg

非线性系数，单位：μg/g²