1、懸絲擺式加速度傳感器是一種閉環(huán)反饋式加速度傳感器，具有閉環(huán)加速度傳感器高穩(wěn)定性的優(yōu)點，與傳統(tǒng)的靜電平衡加速度傳感器和石英撓性加速度傳感相比，它同時兼具大量程、小型化和高抗沖擊振動的特點。它和陀螺儀組合構成的慣性測量單元，可完成對運載體姿態(tài)、位置的測量，是慣性導航的核心器件。隨著軍事需要的推動，小型化、抗沖擊、高精度、長壽命、高可靠性的懸絲擺式加速度傳感器逐步成為一個研究熱點。目前，已研制的懸絲擺式加速度傳感器受設計和制作水平的制約，抗沖

2、擊、小型化、高精度等性能參數(shù)有待進一步提高，由于其綜合指標不高，只能應用于小量程、低精度范圍內(nèi)的測量。
　　作為慣性傳感器的核心，懸絲擺式加速度傳感器其性能決定了直接測量和系統(tǒng)集成后的精度，必須對懸絲擺式加速度傳感器從部件到整機，進行全面的研究和優(yōu)化，才能從本源上獲得懸絲擺式加速度傳感器性能的全面提升。隨著小體積、大量程、高精度加速度傳感器在航空、航天、導彈發(fā)射、智能彈藥、高端轎車、健康監(jiān)控、智能服飾等軍民領域的大量應用，在目前國

3、外對該類技術嚴格封鎖的情況下，突破制約懸絲擺式加速度傳感器系能的關鍵技術難題，設計、研制具有抗沖擊、大量程的小型懸絲擺式加速度傳感器，具有十分重要的學術意義和使用價值。
　　本論文以總裝備部下某型號導彈制導系統(tǒng)的小型化研制為應用基礎展開研究。設計了具有大量程、抗沖擊性能的小型懸絲擺式加速度傳感器；從動力學角度推導了輸入—輸出模型；提出了小型懸絲擺式加速度傳感器研制流程；測試了小型加速度傳感器性能；提出了采用小型懸絲擺式加速度傳感器

4、進行某火炮姿態(tài)測量的方案。分別從理論、仿真、實驗和應用的角度對小型懸絲擺式加速度傳感器理論模型和設計方案進行了驗證。
　　本論文的主要研究內(nèi)容如下：
　?、購膽T性力引起力矩器動子懸絲的形變?nèi)胧郑?Timoshenko梁理論，建立了懸絲扭轉角同慣性擺擺性、輸入加速度值的函數(shù)表達式?；跈C械擺式加速度傳感器的簡化模型“慣性擺—彈簧—阻尼”理論，建立了力矩器動子的靜態(tài)輸出和動態(tài)輸出函數(shù)。基于小型懸絲擺式加速度傳感器輸出時，輸入

5、加速度形成的慣性力矩與反饋力矩處于動態(tài)平衡的狀態(tài)，建立了小型懸絲擺式加速度傳感器的輸入—輸出模型。
　?、诓捎脩医z材料的最大斷裂應力理論和扭轉角表達式，建立了小型懸絲擺式加速度傳感器抗沖擊模型、分辨率函數(shù)。在此基礎之上，提出了分辨率為10-4g，最大抗沖擊400g、量程為-60g-+60g的小型懸絲擺式加速度傳感器力矩器動子和力矩定子的尺寸方案。并采用有限元分析方法對理論模型進行了分析驗證。
　?、刍谠谥苽溥^程測試數(shù)據(jù)分析

6、基礎之上，修復和優(yōu)化了設計方案，制定了研制工藝，并獲得了實驗樣機。試制小型懸絲擺式加速度傳感器刻度因子為0.32 mA/g，測量范圍為-60g-+60g，線性度為0.008％，外形尺寸為21mm×19mm×17mm，質(zhì)量為28g。為懸絲擺式加速度傳感器自主制備提供了指導。對打破國外工藝壟斷具有重大的工程價值，開創(chuàng)了國內(nèi)小型懸絲擺式加速度傳感器研制的先例。
　　④研究了基于哥氏加速度原理的雙軸小型懸絲擺式加速度傳感器測量旋轉彈航向角