[发明专利]一种多环液环角加速度计

说明书

本发明提供一种多环液环角加速度计，采用了螺旋管的结构，增加了流道的长度，从而使固相转换器两端的压力差信号增强，通过固相转换器转换得到的流动电势随之增大，更加便于测量与处理，实现角加速度的精确测量；相较于基于固体惯性质量的角加速度计，本发明提供的多环液环角加速度计无大固体惯性质量体，以液体作为质量体，体积小、质量轻；相较于MEMS式角加速度计，本发明提供的角加速度计内部机械部件少，结构较为简单；同时本发明采用密闭壳体将各器件封装起来，为密封腔的结构，使其只敏感输入轴上的角加速度，对外界输入的线加速度或振动能够较好地隔离，可靠性高。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，尤其涉及一种新型的多环液环角加速度计。

背景技术

角加速度计是一种多功能惯性仪器，从车辆稳定到卫星定位等领域都有广泛应用。目前应用较多的是基于固体惯性质量的角加速度计和MEMS式角加速度计。但这两者都存在各自显著不足之处，基于固体惯性质量的角加速度计由于通常采用了较大的固体惯性质量体和扭摆式的结构设计，体积大、质量重，且测量带宽较小MEMS式角加速度计是基于微机电系统技术发展而来，制作工艺复杂，采用压阻元件，温度稳定性较差，测量精度较低。为了提高角加速度计的综合性能，基于流体惯性质量的角加速度计因其高精度、高带宽和高可靠性逐渐成为研究热点。

基于流体惯性质量的角加速度计工作过程发生在密闭的管道内，输入的角加速度转换为固相转换器两端的压力差，压力差进一步通过固相转换器转换为流动电势，所以压力差的大小直接关系后续电信号的处理效果，压力差越大，流动电势越大。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种多环液环角加速度计，使用螺旋状的螺旋管，通过增加流道长度从而增大压力差，能够实现角加速度的精确测量。

一种多环液环角加速度计，包括数字电路3、螺旋管5、测量室14、固相转换器7以及两个电极13；

所述螺旋管5的两端分别与所述测量室14的两端连接并贯通，形成工作液体的流通回路，其中螺旋管5为螺旋状结构，且螺旋管5的内径处处相等；

所述固相转换器7水平安装在测量室14的中部，将测量室14的内腔分为上下两部分；固相转换器7用于将其上下两个表面的压力差转换为流动电势；

两个所述电极13分别安装在固相转换器7的上下两个表面，用于将流动电势引出至测量室14外部的数字电路3；

所述数字电路3将电极引出的流动电势转换为表征角加速度的数字信号。

进一步地，所述测量室14中部内壁有两个环形凸起，所述固相转换器7水平安装在两个环形凸起之间。

进一步地，所述测量室14中部内壁开有凹槽9，所述固相转换器7水平安装在凹槽9内。

进一步地，所述角加速度计还包括两个连通管，两个所述连通管分别安装在测量室14的上下两端，且螺旋管5的螺旋管出口4和螺旋管入口8分别与两个连通管连通；

所述连通管为玻璃材质，两端口径一大一小，且大口径的一端与测量室14连通，小口径的一端与螺旋管5连通。

进一步地，所述固相转换器7为绝缘材料烧结而成的具有毛细孔隙的薄圆片结构。

进一步地，所述电极是纯度为99.9％的铂电极，且电极形状与固相转换器7的轮廓形状一致。

进一步地，所述螺旋管5为玻璃材质，且螺旋管5的螺距相等。

进一步地，所述数字电路3包括顺次相连的信号滤波器、模拟放大器以及模数转换器，其中信号滤波器用于滤除固相转换器7输出流动电势中的工频噪声，模拟放大器用于将滤除噪声的流动电势放大至模数转换器的额定输入范围内，模数转换器用于将模拟信号形式的流动电势转换为数字信号形式的流动电势。