重力梯度仪静电悬浮静电悬浮加速度计重力梯度仪就是将基于静电悬浮原理制成的加速度计放置在不同的矢量方向,通过差分原理测量该矢量方向上重力梯度张量
由于静电悬浮加速度计利用静电力平衡检验质量受到的重力作用,将检验质量悬浮在超高真空腔内,其质心和行心的稳定性非常高,采用差分电容方式输出敏感质量的位移,最终获得极高的测量精度
由于其工作时承受的加速度较小,故其量程很小,但是更适合与太空微重力环境的梯度测量,因此,国际上与航空重力及重力梯度测量的实验室对这种高精度静电悬浮式重力梯度仪进行了深入的研究
美国的MACEK和MESA加速度计系统、欧空局 (ESA) 的ASTRE加速度系统、法国ONERA研制的STAR加速度系统以及GRADIO加速度系统等是国际上的成功研制实例
这些加速度计在研究大气阻力、太空太阳辐射压力、地球漫反射、电子推进器推理测量、高空地球重力场精密测量、空间重力梯度测量等军用和民用领域发挥了重要的作用
图 4是静电悬浮加速度计的示意
由于悬浮体(rotor) 的位置信息是悬浮控制系统的闭环反馈信号,因此,对悬浮体沿三个正交轴的位置信息必须精确检测
图4中利用差分电容法对此进行检测:①悬浮体可检测的位移变化频率为0 ~ 20 k Hz;②最小可检测位移变化为0. 01 μF,对应电容的变化为ΔCmin= 20 pF;最大可检测位移变化为± 2 μF,对应电容的变化为ΔCmax= 20 pF
以上内容由大学时代综合整理自互联网,实际情况请以官方资料为准。