圆柱壳体振动陀螺谐振子的品质因数研究.pdf

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1、第24卷第10期传感技术学报Vo1．24No．102011年10月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSOct．2011ResearchOilQualityFactorofResonatorforCylinderShellVibratingGyroscopeLUANQinglei，Yulie，TAOYi，XIXiang(＼≥2．Wuhan0rdnanceAT．e0．Acade增my．Wuhan如430075’．China砂口咖唧'。町。，)，Abstract：Qualityfactorisanimportant

2、indexjudgingagyroscope’Sdynamicsanditisanimportantparametercontributingtoagyroscope’Ssensitivity．Theinfluencefactorsofqualityfactorofresonatorforcylindershellvibratinggyroscopeareinvestigatedtheoretically．Andthevariousexperimentsontheinfluencefactorsareperformed．Theexperime

3、ntalresearchesareconductedtostudythefactorswhichinfluencethequalityfactoroftheresonator，includingthematerial，thesizeandtheshapeoftheresonator．Itisshownthatthematerial，theshapeanddiameteroftheresonatorarethecrucialinfluenceofthequalityfactor．TheQfactorofresonatorincreaseswhi

4、lethediameterandlengthincreases．Andwhilethethicknessofthecylinder—wallandbottomdecrease，theQfactorofresonatorwouldincreases．Keywords：qualityfactor；cylindershellvibratinggyroscope；resonator；energylossEEACC：7630；2575doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2011．10．006圆柱壳体振动陀螺谐振子的品质因数研究米栾

5、清磊，吴宇列，陶溢，席翔1．国防科学技术大学机电工程及自动化学院，长沙410073；、I2．武汉军械士官学校．武汉430075／摘要：品质因数是衡量陀螺振动特性的重要指标，它决定了陀螺的检测灵敏度。首先从理论上分析了影响圆柱壳体振动陀螺谐振子品质因数的主要因素。然后针对各种因素进行一系列的实验研究，包括谐振子的材料、形状以及尺寸等因素对于陀螺谐振子品质因数的影响。研究结果表明，谐振子的品质因数在很大程度上决定于谐振子材料、谐振环的形状及外径尺寸。材料的机械品质因数越高，加工而成的谐振子Q值也越高。谐振子的Q值随着谐振环外径和高度的增大而增大，

6、随着谐振环厚度和底部厚度的增大而减小。其中谐振环外径对于谐振子的Q值影响最大。关键词：品质因数；圆柱壳体振动陀螺；谐振子；能量损耗中图分类号：TH162．1文献标识码：A文章编号：1004—1699(2011)10—1401—05圆柱壳体振动陀螺是一种基于哥氏力原理的固军用和民用场合逐渐得到应用．其发展及应用前景体波动陀螺，其具有能耗小、成本低、可靠性高和寿非常广阔]。但是目前中高精度的圆柱壳体振动命长等优点，因而具有很好的发展潜力1]。陀螺还不是很成熟，还存在零偏温度稳定性、刻度因目前在圆柱壳体振动陀螺的研究方面，美国的子非线性等问题，需要

7、进一步研究。Watson公司、lnnalabs公司等研究机构处于领先地品质因数是衡量陀螺性能的关键参数，它决定位。其中Watson公司研制的PRO一132—3A型陀螺了陀螺的检测灵敏度以及响应速度]。品质因数已经实现器件级的真空封装l2]，在全工作温度范围的大小由谐振子的能量损耗机制决定。目前，国内内零偏稳定性小于72。／h，但缺点是Q值较低。外学者对于圆柱壳体振动陀螺的研究主要是针对陀Innalabs公司则开发了一款高性能的金属圆柱壳体螺的制造工艺以及处理电路等方面，而对于陀螺的振动陀螺样品，其精度达到了较高的水平_3]。圆柱品质因数，尤其

8、是对于陀螺谐振子品质因数的影响壳体振动陀螺由于具有一系列的优点，已经在一些因素方面，所做的理论和实验研究都比较少，因而有项目来源：国家自然科学基金项目(510052