[发明专利]一种集成摆式石英谐振加速度计结构及其装配方法

说明书

本发明公开了一种集成摆式石英谐振加速度计结构，包括安装基座、外壳、挠性质量块、上隔离限位板、下隔离限位板、谐振电路、谐振梁以及接线柱；安装基座和外壳相互配合，构成一个安装腔室；上隔离限位板、挠性质量块、下隔离限位板均位于所述安装腔室内，且自上而下设置；下隔离限位板的与安装基座之间安装谐振电路；挠性质量块的上下表面均开设有安装谐振梁的谐振梁安装槽；接线柱自下而上穿过安装基座，并与谐振电路接触之后再穿过下隔离限位板后分别与两个谐振梁的金丝连接。本发明的加速度计具有结构紧凑、精度高、可靠性高、密封性好等优点。

技术领域

本发明涉及一种石英加速度计，具体涉及一种集成摆式石英谐振加速度计结构及其装配方法。

背景技术

石英谐振加速度计是MEMS结构的加速度计，被业界认为最有可能实现高精度的加速度计，石英谐振加速度计不需要经过模数转换环节，直接数字输出避免了模数转换带来的误差，从而降低了由于模数转换等环节带来的误差，因此石英谐振加速度计具有以下优点：体积小、成本低、大量程、高精度。

石英谐振加速度计的测量原理是谐振梁通过逆压电效应在谐振电路的驱动下起振，外部输入加速度作用在质量块上，通过挠性支撑作用改变谐振梁振动频率，电路检测谐振梁频率的改变得到外部加速度输入值。

惯性制导设备的命中精度大部分取决于惯性导航的精度，石英谐振加速度计作为惯性导航系统中的核心部件，其精度直接决定整个系统的精度水平，石英谐振加速度计理论精度达到1.0E-07量级，因此随着工艺、精度要求的不断提高，石英谐振加速度计具有广阔的应用前景。

如图1所示，现有石英谐振加速度计主要是将石英谐振梁01一端焊接在质量块02上，一端焊接在底座03上，通过底座03和质量块02之前的挠性支撑04改变谐振梁振动频率，但是该结构存在以下缺陷：

1)由于谐振梁是通过焊接方式安装在质量块和底座之间，装配精度难以保证，从而无法满足高精度、高可靠性的使用要求。

2)由于谐振梁是通过焊接方式安装，其长期时间使用可能会出现蠕动现象，其重复使用性较差。

发明内容

为了解决现有石英谐振加速度计精度低、可靠性差以及重复使用性差的问题，本发明提供了一种集成摆式石英谐振加速度计结构及其装配方法。

本发明的具体技术方案是：

提供了一种集成摆式石英谐振加速度计结构，包括安装基座、外壳、挠性质量块、上隔离限位板、下隔离限位板、谐振电路、谐振梁以及接线柱；

安装基座和外壳通过螺纹连接的方式相互配合，构成一个安装腔室；

上隔离限位板、挠性质量块、下隔离限位板均位于所述安装腔室内，且自上而下设置；

上隔离限位板的侧壁上开设有至少一个上定位槽；

下隔离限位板的下端与安装基座固定连接，下隔离限位板的上表面设有一个环形凸起，环形凸起上开设有至少一个下定位槽，下隔离限位板的与安装基座之间安装谐振电路；

挠性质量块包括环形板、固定板、摆动舌、挠性臂、上定位爪以及下定位爪；

环形板上表面设置有至少一个与所述上定位槽配合的上定位爪；

环形板上表面设置有至少一个与所述下定位槽配合的下定位爪；

固定板和摆动舌均位于环形板内部，固定板上表面、摆动舌上表面、环形板的上表面保持平齐，从而形成挠性质量块的第一平面；固定板下表面、摆动舌下表面、环形板的下表面保持平齐，从而形成挠性质量块的第二平面；固定板与环形板内壁固连，摆动舌与环形板之间具有环形间隙；摆动舌通过多个挠性臂与固定板连接；

挠性质量块的第一平面、第二平面上均开设有谐振梁安装槽；