[发明专利]基于双加速度开关的稳态过载识别和保险电路及控制电路

说明书

本发明公开了基于双加速度开关的稳态过载识别和保险电路及控制电路，涉及惯性传感器应用技术领域，主要由一个常开型加速度开关和一个常闭型加速度开关组合而成，能同时输出阻断和旁路信号。双加速度开关作为过载保险，在规定阈值的加速度信号出现前可对目标电路进行短路保护和可靠隔离，当规定阈值和方向的加速度信号出现后，可同时解除目标电路的旁路和阻断。与外围电路结合，还能实现保持输出状态至战斗任务结束后自复位功能，可重复使用，为检测、质量评定、迭代更新带来方便。提高了高可靠性产品的工作可靠性和使用安全性。

技术领域

本发明涉及惯性传感器应用技术领域，特别涉及弹药引信、航空航天、汽车安全技术中的稳态过载识别和保险电路及控制电路。

背景技术

惯性加速度过载测量和控制是弹药引信、航空航天、汽车电子等领域的关键技术之一。常用的惯性元件有加速度传感器、加速度开关等，其中加速度开关(又称为g开关、惯性开关等)用于感知加速度信号，当超过门限阈值的加速度信号出现时，其内部的惯性导电体发生运动从而执行开关动作。加速度开关可看作是阈值加速度传感器，比加速度传感器响应速度快，信号处理简单，成本低；当开关闭合后，开关触点可通过1A以上大电流，可直接接入主供电回路或火工品点火回路，故加速度开关也可作为执行器使用。例如，弹药引信利用加速度开关识别弹药在外弹道飞行过程中的火箭发动机推力过载或旋转离心过载后解除保险，汽车电子通过加速度开关识别出车辆有效碰撞信号后快速启动安全气囊。

瞬态冲击过载包括搬动和运输过程中偶然跌落和撞击、装填弹药时不正确操作导致的引信与炮尾相撞、磕碰，输弹机推动弹药的直线前冲运动和突然停止，弹丸在发射过程中在炮管内经受的径向直线后坐力，弹丸与炮管的侧向撞击力等，瞬态过载有可能使惯性开关在预定的解除保险程序开始前就提前动作，引起安全隐患；稳态加速度过载包括弹丸在飞行过程中由于自身旋转引起的离心力、火箭发动机工作时火箭推力引起的直线惯性力等等，显然，稳态加速度过载与弹丸飞行状态和外弹道环境相对应，若基于双加速度开关的过载识别电路能够识别出弹丸在外弹道飞行过程中的稳态加速度过载再动作，同时对瞬态冲击过载不敏感，则弹丸解除保险的动作只能发生在外弹道安全距离外，则弹药安全性大大提高。

目前的稳态过载识别和解除保险电路常依赖单一的加速度开关提供信号，而加速度开关中的惯性导电体(活动电极)常采用弹簧和质量块等机械结构，也有采用水银等导电液滴的，但都存在开关在工作过程中惯性体碰撞固定电极后回弹，开关反复闭合等电接触不稳定的问题，万向触发的加速度开关难以区分来自敏感方向的过载和非敏感方向的干扰，部分加速度开关含有闭合锁定机构，只能在单向一次性触发，一次性使用，为检测和质量评估带来困难。另外单一的加速度开关不能同时输出阻断和旁路信号，不能满足用户多样化信号输出的需要，由于加速度开关易受干扰，尤其是全向导通的加速度开关，如应用于弹药引信，则在遭受干扰和正常工作时均可能引发开关动作，引起安全隐患。而含有闭合锁定机构的单向一次性触发开关，在触发后不能恢复初始状态，如用在弹药引信上则对应解除保险后一直处于待发状态，没有起爆也不能恢复保险，形成哑弹。

弹药引信安全系统常利用加速度开关等惯性元件识别弹道环境与非弹道环境，并在弹道环境作用下解除引信保险。通常规定大于某一阈值时加速度开关可靠动作，小于某一阈值不能动作，但加速度开关仅靠阈值不能区分瞬态冲击过载还是稳态加速度过载，且普遍有易振荡、抗干扰力差、接触电阻大等缺点，并且输出的信号较为单一。万向触发的加速度开关难以区分来自敏感方向的过载和非敏感方向的干扰，单独使用一个加速度开关不能满足用户高可靠性和多样化信号输出的需要，所以就需要一种基于双加速度开关的稳态过载识别和解除保险电路。

发明内容

本发明实施例提供了基于双加速度开关的稳态过载识别和保险电路及控制电路，用以解决现有技术中存在的问题。