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一种六维加速度传感器的测量属性分析
学兔兔 第37卷 第2期 仪 器 仪 表 学 报 Vo1．37No．2 2016年2月 ChineseJournalofScientificInstrument Feb．2016 一 种六维加速度传感器的测量属性分析 水 孙治博，刘晋浩，于春战 (北京林业大学工学院 北京 100083) 摘 要：本文研究的六维加速度传感器为并联机构，旨在用于低频作业装备下的小量程加速度测量。为了能够准确地获取传感 器的测量属性 ，采用并联机构的守恒转换的方法求解传感器的刚度矩阵，通过对传感器的简化建立系统的无阻尼自由振动模 型，获得传感器固有频率求解的理论表达式，对双悬臂梁弹性元件进行分析 ，计算获得悬臂梁弯曲应力与上平台加速度加载的 关系曲线 ，利用有限元分析仿真确定传感器的测量范围，经过实验验证 ，证明该传感器在 16Hz，轴方向0～10rn／s的加载状 态下传感器测量电压与加速度加载量之间具有 良好的线性关系，传感器的线加速度精度为 1．3％。 关键词：六维加速度传感器 ；并联机构；双悬臂弹性梁；固有频率 ；弯曲应力 中图分类号：TP212 THI13 文献标识码：A 国家标准学科分类代码：460．4020 Research onmeasuringcharacteristicforasix-axisaccelerometer SunZhibo，LiuJinhao，YuChunzhan (SchoolofTechnology，Bejii~ ForestryUnwe~i@，Betling100083，China) Abstract：Basedonparallelmechanism ，thesix—axisaccelerome terisappliedforthesmallrangeaccelerationmeasurementunderthelow frequencyenvironment．Inordertoobtainthemeasuringcharacteristicoftheaccelerometer，thestiffnessmatrixiscalculatedbasedonthecon— servativecongruencetransformation(CCT)．Bysimplifyingthesturctureofthesystem，amodelofthefreevibrationisestablished．Resonnat freuqencyoftheaeeelerometerareachieved．Byanalyzingthestructureofthedoublecnatileverbeam (DCB)，therelationbetweenhtestress oftheDCBnadhteaccelerationoftl1emovingplaftorm iSobtained．BasedOilhteresultofhtefiniteelementnaalysis(FEA)simulation。the measuringrnageofaccelerometerisdetermined．Intheexperiment，accelerationalongthexaxlefrom 0to10m／s2isloadedonthemoving plaftorm ofhteaccelerometer，andhtefreuq encyis16Hz．Experimentalresultsshowhtattheoutputvoltageofhteaccelerometerhasgoodlinear relationshipwiththeaccelerationloadedonthemovingplaftorm ．nadtheaccelerationprecisionof thexaxleis1．3％ ． Keywords：six—axisaecele
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