摘要：静电加速度计依靠可控静电力将敏感质量无接触地悬浮在电极腔内,在空间微重力环境下通过降低带宽和量程可以实现极高的分辨率。设计了一种采用玻璃-硅-玻璃"三明治"结构、环形敏感质量、体硅加工工艺的三轴硅微静电加速度计,对加速度计的力/力矩平衡回路进行了分析。采用基于DSP的数字控制器,实现了环形敏感质量的五自由度稳定悬浮,在大气环境下测试了静电加速度计的性能。电测法测试结果表明静电加速度计的轴向量程4.22 g,噪声谱密度0.19 mg/Hz1/2;径向量程4.63 g,噪声谱密度0.44 mg/Hz1/2。

摘要：为使静电悬浮微电机的环形转子稳定悬浮在定子电极腔体的几何中心,需要采用差动电容式传感器检测转子沿五个自由度的运动,然后通过静电悬浮控制系统实现有源静电支承。根据频分复用原理,设计了一套可检测悬浮式转子五个自由度运动的微电容检测电路。采用多路高频正弦信号作为载波加载至与各自由度对应的控制/检测电极上,通过公共电极输出反映转子沿各自由度位移变化的调幅信号,然后经过交流放大、相敏解调、低通滤波后得到各自由度位移检测信号。文中介绍了微电容检测电路的组成及原理,分析了电路特性,给出了x轴检测电路的测试结果。实验表明,检测电路的灵敏度为23.3 V/pF,通频带为10.58 kHz,零位稳定性优于0.1 mV。

摘要：静电悬浮加速度计为当前国际上精度最高的一类加速度计 ,本文的设计目标为 :量程 12 .5 μgn,灵敏度 1ngn,带宽 0 .1Hz。从静电悬浮加速度计的敏感结构设计出发 ,详细地论述了该类加速度计的电容位移检测原理和微弱加速度检测原理。通过适当的电极配置设计 ,并对六路差分电容输出进行适当的线性组合 ,探讨了该加速度计的六轴检测功能 (三个线加速度和三个角加速度 )。随后对该加速度计的静电悬浮支承系统进行了振动学分析 ,采用 1atm的空气阻尼 ,得出系统的阻尼振动频率为 0 .82 5 Hz,输出采样间隔为 4 s。本文的设计对研制高精度多轴加速度计具有重要参考价值。

摘要：介绍了超低频主动隔振控制中常用的位移传感器的类型、工作原理、结构特点及适用范围。对影响静电悬浮加速度计测量精度的振源进行了详细分析，并对静电悬浮加速度计测量频段范围内的振动幅值侍出了零论计算。对设计研制的线变量差动位移传感器进行了测试，结果表明：该传感器对振动频率在10^-4～10^0Hz范围内的低频振动信号具有非常理想的拾振效果。

摘要：接口电路是悬浮转子微陀螺研制中的关键技术之一。本文对静电悬浮转子微陀螺的差分电容结构建立其简化数学模型,并结合Sigma-Delta技术的优点提出了一种新颖的闭环检测电路。该检测电路能够直接输出数字信号,系统稳定性好,对陀螺失效具有自检特性并且能够有效避免陀螺的锁住。与通常采用的调制解调方法相比,该检测电路大大节省了器件,因此非常适用于对微陀螺原型进行测试评估。对该检测电路的仿真结果表明,其灵敏度为2V/g,动态范围约为1g。

摘要：红外测温的方法具有非接触、能够测量极高温度的特点,但其测温精度易受材料自身和环境的影响,针对静电悬浮材料实验装置中双波长测温仪温度测量存在偏差的问题,设计了一种基于图像测量技术的在线校准方法。采用CCD相机获取测温样品的图像,通过边缘提取拟合计算样品体积随温度的变化,与材料自身实际的热膨胀系数对比,修正双波长测温仪的发射率比值。通过对纯金属锆的实验,比对校准后测量的熔点温度,验证了该在线校准方法。