石英挠性加速度计：补偿环优化与磁场稳定性提升

"本文主要探讨了石英挠性加速度计中补偿环的优化设计，以提升传感器的稳定性和测量精度。研究中运用ANSYS有限元分析软件，对磁路中的磁场分布进行了深入研究，确定了力矩线圈的最佳工作位置，以减小摆片摆动带来的测量误差。同时，通过对比不同温度下有无补偿环对工作气隙磁通密度的影响，证实了补偿环的温度补偿功能。文章进一步基于实验数据，对20℃至60℃范围内的补偿环尺寸进行了优化，从而显著提高了工作气隙磁场的温度稳定性。该研究对于理解和改进石英挠性加速度计的性能具有重要意义。" 石英挠性加速度计是一种高精度的惯性测量装置，广泛应用于航空、航天、军事等领域。其核心组件包括石英摆片和磁路系统，其中磁路的稳定性直接影响着加速度计的标度因数，而温度变化是影响磁路稳定性的主要因素之一。为了解决这一问题，研究人员首先利用ANSYS软件进行仿真分析，这是一款强大的工程仿真工具，能够模拟复杂物理现象，如磁场分布。通过对磁路中气隙处磁场的精确计算，可以找到力矩线圈的最佳位置，使得在摆片运动时，测量误差最小。 接着，研究对比了在低温(-20℃)到高温(60℃)环境下，补偿环的存在与否对工作气隙磁通密度的差异。补偿环设计的目的是抵消温度变化对磁通密度的影响，确保测量的准确性。实验结果证实，补偿环确实起到了预期的补偿作用，能有效改善因温度变化导致的测量误差。 最后，研究者根据20℃至60℃的实际实验数据，对补偿环的尺寸进行了优化。这个过程可能涉及了多次迭代和试验，以找到在给定温度范围内，既能保持磁场稳定性，又不影响传感器其他性能的最佳补偿环尺寸。通过这样的优化，工作气隙的磁场温度稳定性得到了显著提升，从而提高了整个石英挠性加速度计的测量精度和长期稳定性。 这项研究不仅揭示了补偿环在石英挠性加速度计中的重要作用，还提供了一种实用的优化方法，对于未来设计和改进类似传感器具有重要的理论指导价值和实践应用前景。