Fabricante de acelerômetro flexível de quartzo

Pontos-chaveProduto: Acelerômetro de Quartzo Q-FlexPrincipais recursos:Componentes: Design de pêndulo de quartzo de alta pureza com sistema de feedback de circuito fechado para medições precisas de aceleração.Função: Fornece dados de aceleração precisos e estáveis, com baixo ruído e boa estabilidade a longo prazo, especialmente eficazes em operação em circuito fechado.Aplicações: Ideal para navegação de aeronaves e controle de atitude, exploração geológica e ambientes industriais que exigem medições inerciais precisas.Método de medição: Medição de resposta de frequência em circuito fechado, garantindo estimativa confiável de parâmetros de amortecimento e desempenho preciso.Conclusão: O acelerômetro Q-Flex oferece alta precisão e estabilidade, tornando-o valioso para aplicações de navegação, controle e medição industrial.O acelerômetro Q-Flex é uma espécie de dispositivo de medição inercial, que utiliza o pêndulo de quartzo para medir a aceleração do objeto pela característica de desvio da posição de equilíbrio pela força inercial. Graças ao coeficiente de baixa temperatura do material de quartzo de alta pureza e características estruturais estáveis, o acelerômetro Q-Flex tem alta precisão de medição, baixo ruído de medição, boa estabilidade a longo prazo e é amplamente utilizado no controle de atitude, navegação e orientação de aeronaves, bem como exploração geológica e outros ambientes industriais.1. Método de detecção para acelerômetro Q-FlexQuando o sistema é de malha aberta, porque o sistema não pode produzir momento de feedback, o conjunto do pêndulo está sujeito a um momento de inércia fraco ou ao momento ativo do conversor de torque, o pêndulo de quartzo toca facilmente o ferro da forquilha e o fenômeno saturado, o que o torna é muito difícil testar os parâmetros de amortecimento em malha aberta, portanto, os parâmetros de amortecimento são considerados medidos no estado de malha fechada do sistema.As características de frequência de malha fechada do sistema de controle refletem a variação da amplitude e da fase do sinal de saída com a frequência do sinal de entrada. A resposta de frequência do sistema estabilizado está na mesma frequência do sinal de entrada, e sua amplitude e fase são funções da frequência, portanto, a curva característica amplitude-fase da resposta de frequência pode ser aplicada para determinar o modelo matemático do sistema . Para obter os parâmetros reais de amortecimento do acelerômetro, é utilizado o método de medição da resposta em frequência em malha fechada.No método de medição de resposta de frequência em circuito fechado, o acelerômetro é fixado na mesa de vibração horizontal no estado de “pêndulo”, de modo que a direção de entrada de aceleração da mesa de vibração esteja alinhada com o eixo sensível do acelerômetro e o acelerômetro seja colocado horizontalmente no estado de “pêndulo”, o que pode eliminar a assimetria da força gravitacional na aceleração de entrada. A colocação horizontal do acelerômetro no “estado pêndulo” elimina o efeito da gravidade na assimetria da aceleração de entrada.Fig.1 Amplitude do circuito fechado Curva característica de frequência do qfasAo controlar o agitador horizontal, um sinal de aceleração senoidal de 6 g (g é a aceleração da gravidade, 1 g ≈ 9,8 m/s2), com frequência crescente gradualmente de 0 a 600 Hz, é aplicado ao acelerômetro Q-Flex, que pode refletir a atenuação de amplitude e o atraso de fase da saída do acelerômetro dentro da faixa de projeto e largura de banda do acelerômetro. O acelerômetro produzirá a saída correspondente sob a ação da mesa vibratória, o registrador de alta taxa de amostragem conectado a ambos os lados da resistência de amostragem, registrando a saída do acelerômetro e traçando a curva característica de amplitude-frequência mostrada na Figura 1.Na banda passante da curva característica amplitude-frequência do acelerômetro, o acelerômetro flexural de quartzo mantém uma boa capacidade de acompanhamento de aceleração, com o aumento da frequência de aceleração de entrada, o pico de ressonância do sistema em 565Hz, o pico de ressonância é Mr = 32dB, a frequência de corte do sistema é 582Hz, a amplitude do sistema na frequência começou a produzir mais de 3dB de atenuação. Como a inércia rotacional, a rigidez e o restante dos parâmetros da malha de servocontrole do acelerômetro Q-Flex são conhecidos, as características de amplitude-frequência do sistema são usadas para resolver o parâmetro desconhecido δ. A função de transferência em malha fechada do sistema é dada comoEquação 1O método dos mínimos quadrados estima os parâmetros do modelo com base nos dados reais observados, e um conjunto de dados de amplitude de frequência é obtido gerando uma entrada de aceleração externa através de um agitador horizontal, que é medido por um registro de caneta, conforme mostrado na Tabela 1.Tab.1 Amplitudes de FrequênciaamostragemdadosdeqfasA função de resposta amplitude-frequência do sistema acelerômetro flexural de quartzo com parâmetros conhecidos é a função objetivo, e a soma residual dos quadrados com parâmetros desconhecidos é estabelecida comoEquação 2Onde n é o número de pontos característicos selecionados. Usando a equação acima, um valor adequado de δ é selecionado para que D(δ) tenha o valor mínimo. O coeficiente de amortecimento desejado é obtido como δ=7,54×10-4N·m·s/rad usando ajuste de mínimos quadrados.O modelo de simulação de circuito fechado do sistema é estabelecido, e o coeficiente de amortecimento é substituído no modelo da cabeça do acelerômetro flexural de quartzo e o sistema é simulado, e a curva característica amplitude-frequência do sistema é traçada conforme mostrado na Fig. que está mais próximo da curva medida.Fig.2 Característica de frequência de amplitude de realidade e saída de simulação paramétricaAlguns estudos resolveram a distribuição de amortecimento do filme piezoelétrico na superfície do pêndulo pelo método da diferença no domínio do tempo finito, e o coeficiente de amortecimento do filme piezoelétrico do pêndulo é 1,69×10-4N·m·s/rad, que indica que o coeficiente de amortecimento obtido pela identificação da resposta amplitude-frequência do sistema tem a mesma ordem de grandeza do valor teórico calculado, e o erro se origina do amortecimento do material da estrutura mecânica, o erro de montagem durante instalação e teste, erro de entrada do shaker e outros fatores ambientais. fatores ambientais.2.ConclusãoA Micro-Magic Inc fornece acelerômetros de quartzo de alta precisão, como AC-5, com pequeno erro e alta precisão, que têm uma estabilidade de polarização de 5μg, repetibilidade do fator de escala de 50 ~ 100ppm e um peso de 55g, e podem ser amplamente usado nas áreas de perfuração de petróleo, sistema de medição de microgravidade de transportadores e navegação inercial. AC5Grande faixa de medição 50g Acelerômetro de pêndulo de quartzo Acelerômetro flexível de quartzo 

Key Points Quartz Accelerometer Pros: High accuracy, stable, wide range, robust Cons: Larger, expensive, high power Best for: Precision applications (e.g., aerospace) MEMS Accelerometer Pros: Compact, low cost, low power Cons: Lower accuracy, limited range Best for: Consumer electronics, portable devices Conclusion Quartz: For high precision MEMS: For cost-effective, compact solutions Choosing between a quartz flexible accelerometer and a MEMS accelerometer depends on specific application requirements. Here are some key factors to consider:   1.       Quartz Flexible Accelerometer Advantages: 1)      High Accuracy and Stability: Quartz accelerometers are known for their high precision and long-term stability, making them suitable for applications requiring precise measurements over extended periods. 2)      Wide Dynamic Range: They can measure a wide range of accelerations, from very low to very high. 3)      Robustness: They are generally robust and can operate in harsh environments, including high temperatures and high vibration conditions. 4)      Low Noise: They typically have low noise levels, which is crucial for sensitive measurements.   Disadvantages: 1)      Size and Weight: Quartz accelerometers are generally larger and heavier compared to MEMS accelerometers. 2)      Cost: They are usually more expensive due to the complex manufacturing process and high-quality materials. 3)      Power Consumption: They tend to consume more power, which might be a concern for battery-operated devices.   2.       MEMS Accelerometer Advantages: 1)      Compact Size: MEMS accelerometers are small and lightweight, making them ideal for applications where space and weight are critical, such as in consumer electronics and portable devices. 2)      Low Cost: They are generally less expensive to produce, making them cost-effective for high-volume applications. 3)      Low Power Consumption: MEMS accelerometers consume less power, which is beneficial for battery-powered devices. 4)      Integration: They can be easily integrated with other electronic components on a single chip, enabling multifunctional devices.   Disadvantages: 1)      Lower Accuracy: MEMS accelerometers may have lower accuracy and stability compared to quartz accelerometers, especially over long periods. 2)      Limited Dynamic Range: They may not perform as well in measuring very high or very low accelerations. 3)      Environmental Sensitivity: They can be more sensitive to environmental factors such as temperature and vibration, which might affect performance.   3.       Application Considerations Ø  High-Precision Applications: If your application requires high precision, stability, and wide dynamic range (e.g., aerospace, defense, or seismic monitoring), a quartz flexible accelerometer might be the better choice. Ø  Consumer Electronics: For applications where size, weight, cost, and power consumption are critical (e.g., smartphones, wearables, IoT devices), a MEMS accelerometer is likely more suitable.   4.       Performance comparison Micro-Magic Inc provides a series of high-precision quartz accelerometers and a series of MEMS accelerometers. Taking quartz accelerometer AC-5B and MEMS accelerometer ACM-300-8 as examples, some typical parameter comparisons are as follows: Parameters AC-5 ACM-300 Measuring range ±50 g ±8 g Resolution <5μg <5 mg Bias <7 mg <50 mg Bias thermal coefficient < ±30μg/℃ 0.5 mg/℃ Scale factor thermal coefficient <50 ppm/℃ 100 ppm/℃ Bandwidth >300Hz 0~400 Hz   5.       Conclusion   Choose Quartz Flexible Accelerometer for high-precision, high-stability applications where size, weight, and cost are less critical. Choose MEMS Accelerometer for compact, cost-effective, low-power applications where high precision is not the primary concern. ACM-300 High Performance Industry Current type MEMS Accelerometer Sensor Factory   AC-5 Large Measurement Range 50g Quartz Pendulum Accelerometer Quartz Flex Accelerometer