高g值加速度计在高冲击下的失效特性的研究*
2012-10-21赵小龙马铁华范锦彪
传感技术学报 2012年12期
赵小龙,马铁华 ,范锦彪
(1.中北大学电子测试技术重点实验室,太原 030051;2.中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原 030051)
弹体侵彻硬目标过程中,弹载电子仪器承受了高g值加速度冲击作用[1-3],目前国内外常用的高g值加速度计有压电式和压阻式两类[4]。国外(以美国Sandia国家实验室为例)用于高速侵彻试验的加速度计较多选用Endevco-7270系列压阻式高g值加速度计,这是由于压阻传感器具有良好的低频响应性能和极高的装配谐振频率[5-7]。国内则以使用压电加速度计为主,如兵器工业204研究所生产的988加速度计,这主要是因为压电加速度计坚实耐用。采用压缩和剪切振动两种工作模式压电加速度计结构原理图如图1~图3[8]所示。
在高冲击加速度环境中,压电式高g值冲击加速度测量时,经常会出现所谓的“零漂”现象。压阻式加速度计经常发生断裂失效。加速度计(无论是压电式或压阻式)在高g值环境中会发生各种形式的失效。主要失效模式有:外壳脱开、内部结构断裂、导线断裂或短路等。加速度计信号导线是连接传感器和电路模块的通道,加速度计输出的模拟信号只有通过导线才能到达电路模块进行存储记录,在侵彻过程中,导线可能受到某种方式的挤压和磨损,造成短路。这些都将使加速度信号无法获取,直接导致试验失败。所以这里对加速度计的失效特性的研究显得尤为重要。

图1 压缩型结构

图2 剪切型结构

图3 硅悬壁梁结构
1 零漂机理及降低零漂的措施
1.1 高g值加速度计的零漂机理
在使用压电式高g值冲击加速度测量时,经常会出现所谓的“零漂”现象。……
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