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悬臂梁陀螺仪机械性能优化及系统实现
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:光学精密工程
  • 时间:2012.9
  • 页码:2051-2059
  • 分类:TH825[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械]
  • 作者机构:[1]重庆邮电大学光电工程学院,重庆400065, [2]重庆大学光电工程学院,重庆400044
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.51175535);国家科技创新基金资助项目(No.10C26215113044);重庆市教委科技项目基金资助项目(No.KJ110507);重庆市自然科学基金重点项目(No.CSTC-2012jiB40003)
  • 相关项目:光脉冲驱动与全光纤检测的哥氏振动微陀螺关键技术研究
中文摘要:

为了提高悬臂梁振动陀螺仪在惯性测量系统中的测量精度,改进了悬臂梁振动陀螺仪的敏感结构,开发了基于该陀螺仪的测量系统,研究了改进悬臂梁陀螺仪的结构特性、温度特性、零位漂移和线性度。首先,根据悬臂梁振动陀螺仪的工作原理分析了影响其测量精度的原因。针对原有悬臂梁振动陀螺仪压电片耦合结构的不足提出了一种新的压电片耦合结构。接着,结合50、60、100mm悬臂梁和ANSYS软件对改进结构进行了建模仿真,证明了新结构的工程可行性。最后,基于改进结构制作了陀螺仪样机,并进行了相关的测试实验。仿真实验和样机实验表明,改进后的陀螺仪灵敏度平均提高了8.73%,25℃时的零位漂移平均下降了30.5%,温度漂移平均降低了10%,证明了新结构陀螺仪在工程应用中的可行性。

英文摘要:

To improve the measurement accuracy of a cantilever vibration gyroscope in an inertial measurement system, the sensitive structure of the cantilever vibration gyroscope was modified and a measurement system was developed based on the gyroscope. The structural and temperature charac- teristics of the improved gyroscope were analyzed and the zero drift and linearity were researched in detail. Firstly, the reasons that affect the gyroscope measurement accuracy were analyzed base on the working principle of the cantilever vibration gyroscope. According to the insignificance of the piezoe- lectric film coupling structure of the original cantilever vibration gyroscope, a new piezoelectric film coupling structure was proposed. Then, the new structure was simulated by ANSYS software com- bined with 50, 60, 100 mmcantilevers to prove its engineering feasibility. Finally, a prototype of the gyroscope based on the new structure and test performance was produced in a laboratory. Simulation and prototype experiments show that the average sensitivity of the new structure gyroscope increases by 8. 730%, and the average zero drift and temperatare drift decrease by 30.5% and 10%, respectively when the temperature is 25℃. These results prove that the improved cantilever vibration gyroscope can be used in engnieering practices.

同期刊论文项目
期刊论文 40 会议论文 12 获奖 1 专利 9 著作 2
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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699