力反馈加速度计 优点

毕业设计（论文）说明书

学 院 精密仪器与光电子工程学院 专 业 测控技术与仪器 年 级 2006 姓 名 寇科 指导教师 李醒飞

2010年 6 月 20 日

毕业设计（论文）任务书

题目：石英挠性加速度计力反馈回路的设计与制作

学生姓名 寇科 学院名称 精密仪器与光电子工程学院 专 业 测控技术与仪器 学 号 3006202041 指导教师 李醒飞 职 称 教授

一、原始依据

1.工作基础：

本课题是《全数字化加速度计再平衡回路技术研究》的一部分。目前多数石英挠性加速度计的表头都已经集成了力反馈加矩系统，所以本课题的任务就是利用精密采样电阻从加速度计的表头中采到信号电流并且转化成电压信号，再以高精度模数转换器和DSP为基础设计一个信号处理电路，把加速度信号输入到计算机中，

加速度计概述及应用范围

加速度计是一种惯性传感器，能够测量物体的加速力。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就比如地球引力，也就是重力。加速力可以是个常量，比如g，也可以是变量。

加速度计的应用

加速度计的应用于桥梁健康监测

桥梁在外部环境的影响下发生随机性振动，且桥梁在沿桥长方向上下振动比较明显。、在选材上，电阻式应变传感器存在输出信号微弱、线性度不好的问题，电感式传感器不适用于高频动态测量。

而加速度计测量精度高、工作频率范围宽、重量轻、体积小、安装方便等众多优势，被广泛地应用于振动测量，能够适应比较复杂的外部环境，对环境的抗干扰能力强。

典型的振动测试系统由加速度计、电荷放大器、动态信号分析仪组成，如图2所示。被测对象的振动加速度信号经传感器拾振，由传感器电缆电缆将加速度信号送入该系统电荷放大器，将信号转换为电压信号并放大，通过数据采集测试仪采样，便实现了对信号的采集。采集得到的信号可以通过计算机实时显示、分析和处理，也可以保存以便二次处理。

加速度计可直接安装在试件表面上，但应保证传感器的敏感轴向与受力方向的一致性。另外，为保证最佳的机械接触面，高频红外碳硫分析仪安装接触面要求有高平行度、平直度和低粗糙度。如果被测物表面形状

基于MXT9030的微电容加速度计系统搭建

姚庭伟 陈祥发 柴宏玉

（北京时代民芯科技有限公司西安分部，西安，710119）

摘要：本文阐述了三明治式电容微加速度计的工作原理，并在此基础上介绍了一种具体的三明治式微加速度计的设计：采用一种通用的电容读取电路MXT9030实现对电容式微加速度传感器的信号检测，通过微控制器的控制，调节MXT9030电路的内部参数，使加速度计系统具有良好的线性度及灵敏度。实验结果表明，该设计可满足较大范围内的电容差分信号输入，并具有良好的检测灵敏度和线性度。

关键词： 微电容加速度计；MEMS；MXT9030；微控制器

Design of Micro-capacitive Accelerometer System

Based on MXT9030 IC

Tingwei Yao, Xiangfa Chen, Hongyu Chai

(Xi’an department of MXTronics Corporation, Xi’an, 710119)

Abstract：The operation principle of accelerometer with sandwich micro- capacitive se

//===================================================================================================== // MahonyAHRS.c

//===================================================================================================== //

// Madgwick's implementation of Mayhony's AHRS algorithm.

// See: http://www.x-io.co.uk/node/8#open_source_ahrs_and_imu_algorithms //

// Date Author Notes // 29/09/2011 SOH Madgwick Initial release // 02/10/2011 SOH Madgwick Optimised for reduced CPU load //

//==================================

QA—3000型石英挠性加速度计的高性能试验结果

维普资讯

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加速度计的高性能试验结果 l

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摘要利用石英挠性支零技术 ( Fe已经开发出一个世界范围的石英挠性加速度计，9 1年 Q. i l9供赁量已达敷千套。QA一0 0型石英挠性加速度计的设计性能达到 -惯性短的新水平， 30 j还保持有竞争力的市场价格。实测性能数据表明， QA一 3 0 0 0的技术指标 .偏值和标度因数两特在征参数上都是优异的。长这三年的长期 l试数据给出 7在各种环境温度条件下的偏值和标度刹因数的重复性这些敷据展示了笠改进降低了误差的温度特性反应时间和韬熙数据提高了 位置检测器混合电路的性能 QA一0 0型石英挠性加速度计是按照森德斯坦特标准生产的买 30来即可用的产品。

引

言

森德斯坦特生产了一个世界范围的石英挠性加速度计，增长率超过了百分之二十的年它应用范围可从商业飞机的惯性导航系统 (Ns)卫星发射的制导系统和导弹的飞行控制系 1副统。

早期的石英挠性加速度计应用于导弹的中制导

向心加速度与科氏加速度小认识

向心加速度及与速度方向垂直的速度不改变速度大小只改变方向。 在时间很短的情况下。向心方向产生一个速度与切向速度合成。那么久而久之速度就会越来越大啊？ 答：与速度垂直的加速度，必然是由一个与速度垂直的力产生的，而瞬时位移始终是瞬时速度方向相同的，所以产生垂直加速度（向心加速度）的力始终和瞬时位移垂直。因此这个力对物体不做功，物体的动能不增加，所以物体的速度不增加。 我觉得只有这样算是比较好理解的，如果一定要用加速度的效果来计算，我猜想可能需要用到求极限或者是求导数的方法，还是向量求极限或求导数，计算会更麻烦的。 科氏加速度

认识历史

旋转体系中质点的直线运动

科里奥利力是以牛顿力学为基础的。1835年，法国气象学家和工程师科里奥利提出，为了描述旋转体系的运动，需要在运动方程中引入一个假想的力，这就是科里奥利力。引入科里奥利力之后，人们可以像处理惯性系中的运动方程一样简单地处理旋转体系中的运动方程，大大简化了旋转体系的处理方式。由于人类生活的地球本身就是一个巨大的旋转体系，因而科里奥利力很快在流体运动领域取得了成功的应用。

物理学中的科里奥利力

第一章

运动的描述

5、速度变化快慢的描述——加速度

观 跑车加速性能的比较 察

比 较 速 度 变 化 快 慢相同的速度变化,用时 越少速度变化越快

相同的 时间内, 速度变 化大的 速度变 化快

如何比较1和 3谁的速度变 化快呢？

第一章

运动的描述

我们可以求出单位时间内速度的变化量来 比较.如: △v —— 1 单位时间内速度的变化量= △t =100/4.0 =25(km/s2 ) △v —— 3单位时间内速度的变化量= △t =60-0/3.6 =16.67(km/s2)

加 速 度

1.定义：加速度是速度的变化量与发生这 一变化所用时间的比值。 2.物理意义：表示速度改变快慢的物理量。△v v v0 3.定义式： a= —— = ——— △t △t

-

. s-2 4.单位：米每二次方秒 m/s 或 m2

5.矢量性： 加速度的方向与速度变化量△v 的方向相同

[例题1] 做匀加速运动的火车，在40s内速度从10m/s 增加到20m/s,求火车加速度的大小。汽车紧急刹车时 做匀减速运动，在2s内速度从10m/s减小到2m/s,求汽 车的加速度。 分析：由于速度、加速度都是矢量，所以我们计算的 时候必须先选一个正方向。一般选初速度

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振动加速度信号处理探讨

作者：陈福森 高坤江

来源：《城市建设理论研究》2013年第36期

【摘要】在对机械进行故障诊断的时候，常常会提到加速度，本文通过对得到的加速度信号进行分析，针对振动加速度信号的处理进行探讨，表明在振动加速度中存在含有直流分量和大量干扰噪声以及积分趋势项，通过实验来解决振动加速度信号的处理方式的可行性，具有一定的理论参考价值。

【关键词】振动加速度；信号处理；趋势项；探讨 中图分类号：TJ53+4 文献标识码：A 前言

振动加速度测量在故障诊断中有重要的作用,通过实验测得的振动加速度信号，开始都是通过加速度传感器来获取的，然后统统A/D转换后并去直流，最后去除趋势项从而达到了滤波处理的要求。在分析误差来源的基础上, 需要对去除振动加速度信号中直流分量、噪声以及积分趋势项的方法进行分析，实验证明是可行的。 二、振动加速度信号的采集 1.振动信号的采集注意问题

几乎所有的物理现象都可看作是信号，但这里我们特指动态振动信号。振

高中物理课堂教学教案

2014 年 9月 6日 教张健勇 课 题 §1.5速度变化快慢的描述——加速度 课 型 新授课 教学目标知识与技能 1．理解加速度的意义，知道加速度是表示速度变化快慢的物理量．知道它的定义、公式、符号和单位，能用公式a=△v/△t进行定量计算． 2．知道加速度与速度的区别和联系，会根据加速度与速度的方向关系判断物体是加速运动还是减速运动． 3．理解匀变速直线运动的含义，能从匀变速直线运动的v—t图象理解加速度的意义． 过程与方法 1．经历将生活中的实际上升到物理概念的过程，理解物理与生活的联系，初步了解如何描述运动．通过事例，引出生活中物体运动的速度存在加速和减速的现实，提出为了描述物体运动速度变化的快慢，引入了加速度概念的必要性，激发学生学习的兴趣． 2．帮助学生学会分析数据，归纳总结得出加速度． 3．教学中从速度一时间图象的角度看物体的加速度，主要引导学生看倾斜直线的“陡度”(即斜率),让学生在实践中学会应用数据求加速度． 情感态度与价值观 1.利用实例动画激发学生的求知欲，激励其探索的精神． 2.领会人类探索自然规律中严谨的科学态度，理解加速度概念的建立对人类认识世界的意义，培养

《速度变化快慢的描述——加速度》说课稿

尊敬的各位领导、各位老师：

下午好！今天我要说的是速度变化快慢的描述——加速度的教学设计。我将从教材分析、学情分析、教法学法、教学过程和板书设计五部分来进行说明。 一、教材分析

1、教材的地位和作用:

本节课选自人教版物理必修1第一章第五节，加速度是既是运动学中的重要参量，也是力学中的重要概念，是高中物理课程中比较难懂的概念之一。在物理学中，它不仅是运动学与动力学联系的桥梁，也是电磁学中的重要物理量，因此，加速度的学习和掌握，对以后物理的学习起着承前启后的重要作用。 2、教学目标：

根据素质教育新课程改革标准的要求，我从以下三个维度分析确定教学目标：

知识与技能：本着面向全体学生的原则，我确定的知识与技能目标是：①知道加速度的物理意义，掌握其定义式和单位。②知道加速度的方向与速度变化量方向一致。③区别加速度、速度、速度变化量。④能看懂v-t图，并能根据图像求加速度，理解图像所代表的运动情况。

过程与方法目标：通过对学生认知能力和基本现状的分析，我确定的过程与方法目标是：①通过展示生活中不同物体启动与刹车过程中的速度变化实例，引出加速度的定义，对加速度有一个初步的认