复合量程微加速度计动态特性分析

文章摘要：分别求出4个模块的阻尼比：0～10 g量程模块的阻尼比为0．706，0～100 g量程模块的阻尼比为0．632，0～500 g量程模块的阻尼比为0．532，0～10 000 g量程模块的阻尼比为0．467。固有频率ωs、阻尼比ζ、K=1／m，从而得到系统幅值、相位与λ之间的关系，分别由maple作图，如图2所示。图2中，幅频特性曲线纵坐标表示幅值与刚度之比，横坐标表示输入信号的频率与固有频率之比。相频特性曲线纵坐标表示幅频特性的幅角，横坐标也表示输入信号的频率与同有频率之比。频率范围以幅值3 dB对应频率为截止频率。分别计算出4个量程频响范同为0～2783 Hz,0～2679 Hz,0～4 1

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　　分别求出4个模块的阻尼比：0～10 g量程模块的阻尼比为0．706，0～100 g量程模块的阻尼比为0．632，0～500 g量程模块的阻尼比为0．532，0～10 000 g量程模块的阻尼比为0．467。

　　固有频率ωs、阻尼比ζ、K=1／m，从而得到系统幅值、相位与λ之间的关系，分别由maple作图，如图2所示。

　　图2中，幅频特性曲线纵坐标表示幅值与刚度之比，横坐标表示输入信号的频率与固有频率之比。相频特性曲线纵坐标表示幅频特性的幅角，横坐标也表示输入信号的频率与同有频率之比。频率范围以幅值3 dB对应频率为截止频率。分别计算出4个量程频响范同为0～2783 Hz,0～2679 Hz,0～4 1 27 Hz,0～5740 Hz。

　　4 频率响应测试

　　在被测量物理量随时间变化的情况下，加速度计的输出能否随输入量变化良好是一个很重要的问题。以上通过分析复合量程加速度计的动态特性，得到其理论频响特性。以下对封装完成的复合量程加速度计进行动态测试，图3为封装后复合量程加速度计(图中右边的硬币用以对比其大小)。

　　复合量程加速度计的频率响应实验：使用振动台等设备，将复合量程加速度计及用作对比的传感器同时固定在振动台上，在10Hz～4 000 Hz范嗣内对加速度计进行扫频，分别得到复合量程加速度计4个量程的幅频特性和相频特性，仅以0～10 g量程单元和0～10 000 g量程单元的频率响应特性曲线为例，如图4和图5所示。

　　这里频率范围均以幅值3 dB所对应的频率为截止频率，0～10 g量程单元的频率响应范围为0～2 587 Hz，0～10 000 g量程单元的频率响应范围大于4 000 Hz，对比理论和计算结果，两者基本吻合。从相频曲线可看出：随着频率增高，相位滞后也更加明显，与幅频曲线相符。

　　5 结论

　　设计一种复合量程微加速度计，首先根据理论分析出其频率响应范同，然后通过对复合量程加速度计动态特性的分析，建立复合量程加速度计动态测试系统，完成复合量程加速度计动态特性的测试，实验结果与理论计算结果基本吻合，0～10 g量程单元的频率响应范围为0～2 587 Hz，0～10000 g量程单元的频率响应范围大于4 000 Hz

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