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静电反馈倾斜仪研制
发布时间:2017-09-06发布人:浏览人数:

静电反馈倾斜仪研制

一、成果概况

静电反馈倾斜仪是采用重力测量卫星的静电加速度计原理,按照地形变前兆观测仪器倾斜仪的入网标准指标,自主研制的一种新型倾斜仪。与现有的经典倾斜仪的区别是:多自由度测量和静电反馈技术,在机械结构上采用单丝悬挂质块,倾斜测量具有三自由度测量和二自由度测量两种模式。与现有的经典倾斜仪相比,它具有测量频带更宽,动态范围更大,线性度更好的特点。在国家大力提倡科技创新的背景下,我单位创新的将航空航天技术运用到大地测量中。该仪器的推广应用将会是对我国防震减灾工作一种重要的补充。

二、主要创新点

1.仪器的机械结构是一个单丝悬挂摆。对于任何方向的倾斜或水平加速度是各向同性的,即仪器的机械传感部分在各方向具有相同的灵敏度和频率特性。仪器测量的是一个质点的运动信号,比用单分量仪器组合的精度要高。

2.单质点多自由度测量。摆的质块在惯性空间有6个自由度,即x、y、z三轴向的平动和绕x、y、z轴称为A、B、C三轴的转动。由于采用多自由度测量技术,使摆在受外部影响时能分离出每个自由度上的分量。用一根丝悬挂后,使摆体质块在z轴向长度得到约束,在重力影响下使质块在A、B转动方向得到约束,留下的是x、y向的平动与z轴的转动。在同一个质块x、z二轴同时测量称为单质点二自由度测量。

3.静电力反馈技术。每一个自由度具有独立的电容位移传感器和电路反馈通道,由位移信号转换为电信号,通过放大又将放大的电信号回送到电容极板上,产生静电力补偿由于摆受外部影响产生的力,以达到平衡使摆回复到原始位置。

4.数据同批处理。水平X方向加速度以及Z轴的角加速度可以同时得出。

三、应用效益及前景

静电反馈倾斜仪是一套既能观测水平倾斜量,又能观测旋转量的地动探测仪器,满足宽频带地壳运动信息观测的需要。该仪器采用独特的静电反馈技术和高精度的加速度传感器,使仪器具有观测频带宽、单质点水平量与旋转量测量、动态范围大、线性度好等特点,该仪器研发成功不仅能有效的填补我国没有地壳运动旋转量观测仪器的空白,而且有望基于其宽频带观测与旋转量观测的特点,探寻与地震有关的信息。