某型加速度计装配技术问题研究及对策

■ 张永军 王雅泉 白 光

某型加速度计装配技术问题研究及对策

■ 张永军 王雅泉 白 光

通过对某型加速度计装配过程各环节分析研究，找出了影响加速度计失准角超差的因素，有针对性地提出解决措施，并经批量生产验证，切实提高了加速度计生产合格率，取得了较大的军事和经济效益。

引言

某型加速度计是某型导弹飞行控制舱配套使用的核心惯性测量组件，安装在导弹相互垂直的空间三维方向上，通过敏感相应方向的加速度，输出与输入加速度成比例的电信号，为控制系统提供准确加速度数据，与陀螺共同为导弹提供飞行姿态控制信号，对导弹命中精度起决定性作用。其主要技术指标有偏值K0、标度因数K1、失准角、分辨率、阈值和输入量程等。该型加速度计由俄制样机仿制，2005年定型生产以来，生产合格率（装配投入产出比）一直很低（40%左右），且有较大波动，造成一定的生产浪费，无法满足批量生产和整机使用需求，严重制约了装备建设进度。因此，对其装配技术问题研究和解决破在眉睫，对加快装备建设具有重要意义。

1.加速度计结构及工作原理

1.1加速度计结构

加速度计主要由壳体、力矩器组件、传感器组件、伺服电路、底座等组成。力矩器组件由一根PtAg合金悬丝焊接在底座上，与壳体一起固定在导弹飞行控制舱的三个轴向上。

1.2加速度计工作原理

加速度计的工作原理是：加速度计摆组件敏感垂直于摆框架平面的线加速度，当壳体沿摆平面垂直轴（输入轴）以加速度（a）运动时，摆组件绕悬丝轴（输出轴）相对旋转，使摆组件绕悬丝轴相对壳体产生转角（θ），由涡流传感器检测并输出与摆转角成比例的电压信号，此信号经伺服电路放大，输出一成比例的直流电流（Ⅰ）至摆组件的力矩线圈上，产生反作用力矩Mf（再平衡力矩）反馈到摆上。这时，摆组件的惯性力矩精确地被再平衡力矩Mf所平衡，施加到力矩器绕组上的电流与输入加速度的大小成比例，该电流的大小即是所承受的加速度大小的量值。

2.加速度计装配技术问题分析

该型加速度计自定型以来，生产合格率低，一直是该型装备顺利交付使用的瓶颈，以2011年生产交付情况为例，经统计1月—8月生产的1—6批合格率（装配投入产出比）平均为44.3%。因此，开展加速度计装配技术问题研究具有较高的军事和经济效益。

为进一步找到加速度计生产合格率低的原因，从材料供应、元器件采购、零组件加工、装配、试验等各环节进行全面系统排查统计和分析，对2011年01—06批加速度计装配环节进行统计，发现悬丝柱松动、通频带超差、非线性K2超差、输出异常等占不合格品的近20%，而失准角超差占不合格品的81.25%，是加速度计生产合格率低的主要原因。从该型加速度计原理结构分析看，对失准角产生影响的主要因素有：

2.1悬丝柱胶接应力：悬丝柱与带孔悬丝柱通过胶接（高温胶）固定至底座上，由悬丝支承摆组件。胶接过程中存在一定胶接应力，加之后续悬丝柱上导线及悬丝的焊接过程也对胶接应力产生影响，因此，悬丝柱的稳定对摆组件位置稳定性，即对加速度计性能有直接影响。在悬丝柱胶接应力的作用下，悬丝柱相对底座精确位置的微小变化，导致悬丝柱与带孔悬丝柱悬丝焊接面定位精度发生变化，最终导致失准角的变化。

2.2悬丝张力控制：由于加速度计零组件材料的热胀性，悬丝高温相对常温时张力变小变松；低温环境下，相对常温时悬丝张力变大变紧。高低温下悬丝张力反复变化，诱发加计机械零位发生变化，导致失准角超差。因此，在加速度计装配过程中，悬丝张力不适当必然影响失准角的变化。

2.3调节轴与带孔悬丝柱配合稳定性：调节轴与带孔悬丝柱的配合稳定性直接影响摆组件在后续高低温测试中的位置，导致摆组件的质心发生变化，最终影响失准角的变化。

2.4上电因素：加速度计闭环系统电路过渡过程上电瞬态峰值大约4V～6V左右，对其摆组件产生25g～40g左右的冲击作用，在高低温下反复多次测试上电对摆组件产生冲击积累的效应影响失准角的变化。

2.5摆组件应力释放：加速度计摆组件生产装配过程中存在一定的装配调试应力，摆组件残余应力的后期释放及其在高低温作用下使摆组件质心偏离中心平面，对产品失准角变化也会带来影响。

3.解决加速度计装配技术问题的措施

3.1加速度计的悬丝柱与底座间原采用胶接固定，在多种应力作用下，各部分组件相对位置发生了微量的缓慢变化，即蠕变。因此，将悬丝柱与底座固定方式改为烧结，再组合加工悬丝柱，确保悬丝柱与带孔悬丝柱悬丝焊接面定位精度。

3.2经试验分析研究，调整优化悬丝张力值，使其与环境试验温度变化相适应，增强加速度计悬丝张力稳定性。

3.3在调节轴装配摆组件前进行预焊接固定，提高调节轴及悬丝的稳定性，同时对调节轴分组，使其与带孔悬丝柱选配间隙适当，避免带入过大的装配应力。

3.4伺服电路放大电路模块不仅对电信号起放大作用，其校正网络对幅频相频动态特性起决定性作用，放大器模块分为电压放大和功率放大两部分，功率放大采用两级推挽放大电路形式，电压放大采用两级高精度放大器。采用了积分校正环节，调整校正深度，减小通频带上限，增加玻璃管内阻尼液粘度提高系统阻尼，将通电瞬间冲击幅值降低。

3.5对摆组件装配使用前，自然时效放置2个月，均化摆组件制作过程中应力。

4.结束语

通过对加速度计装配环节分析研究，找出了影响加速度计失准角变化因素，有针对性地采取了相应解决措施，经后续批量生产验证，加速度计生产合格率达到85%以上，从而保证了重点装备生产交付质量和进度，取得了较大的军事和经济效益。

1．GJB1307A 单轴摆式线加速度计测试方法[s]，2004.

2．GJB6198 空-空导弹用线加速度计通用规范[s]，2008.

（作者单位：空军驻西北地区军事代表室）