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动态气流式姿态传感器的研究

更新时间：2020-03-23 10:20:41 大小：2M 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：姿态传感器 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

随着现代信息科学技术的飞速发展，传感器技术作为信息技术支柱之一是信息获取的重要技术手段，在各个应用领域中具有十分重要的意义。检测物体运动姿态的惯性传感器是惯性导航、制导和控制检测设备的重要测量器件，广泛用于航空、航海及武器的制导和控制系统。其中，气流式惯性传感器以其响应快、抗冲击能力强、动态范围宽、成本低等特点而受到人们的重视。这种传感器的使用，对于提高武器装备的快速反应能力和抗冲性有重要意义。气流式惯性传感器包括：压电气流角速度陀螺和气体摆式倾角传感器。压电气流角速度陀螺的原理是利用科氏力使循环气流束发生偏转，气流作用在热电阻丝上来实现角速度测量。气体摆式倾角传感器是利用自然对流体中的摆特性，使热敏丝在温度场的位置发生改变从而实现角度的测量。本文分析了压电气流角速度传感器的工作原理，研究了敏感元件的结构及其中的主要组成部件；介绍了气流运动腔体的有限元模型，利用ANSYS软件计算了在静止和在输入不同角速度时腔体中流速的矢量分布图和流速等值云图，总结了转动腔体中运动特性。另外，论文还分析了压电泵振子弯曲振动理论、能量理论及电学模型，用阻抗分析仪测得各等效元件的参数及振动频率；建立了压电泵的有限元模型，利用有限元法计算压电泵的振动模态、振动频率和压电泵振子的位移；用信号发生器产生压电泵激励信号，研究不同电压、波形、频率的激励信号对传感器输出灵敏度特性的影响，确定最好的压电泵激励信号。最后，分析确定传感器的信号检测处理电路。设计产生压电泵激励信号的电路，利用压电泵的电学模型及测量得出的相关参数用Multisim软件对电路特性进行分析和仿真；设计并分析了信号放大电路；利用单片机技术进行数字信号采集及补偿处理：设计了基于ADuC812的补偿系统，研究了数据采样及补偿方式，设计补偿程序流程，编写高级语言程序代码，用温度传感器跟踪环境温度变化，通过单片机对传感器进行零位、灵敏度及线性补偿。