CN102539834B - 一种检测摆组件摆动对称性的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种检测摆组件摆动对称性的装置及方法，包括摆动对称性检测模块、加表电路和电源，其中所述的摆动对称性检测模块包括若干个电容C1～Cn、上下档切换开关K1和电容选择开关K2，电容C1～Cn的一端连接后接地，另一端分别与电容选择开关K2的若干个常开触点连接，电容选择开关K2的常闭触点与上下档切换开关K1常闭触点相连，上下档切换开关K1的两个常开触点分别与待检表芯中的上下镀金膜板连接，加表电路与待检表芯连接，电源给加表电路供电。本发明弥补了石英挠性加速度计表芯装配质量的检测手段中的一个技术空白，使摆组件摆动对称性检测成为可能，保证加速度计装配质量检测的及时性；使用本发明后在表芯装配过程中就将摆组件摆动不对称的表芯提前剔除，节约了成本，提高了加速度计装配的成品率。

Description

一种检测摆组件摆动对称性的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种检测摆组件摆动对称性的装置及方法，具体涉及一种检测摆组件摆动对称性的装置及方法，属于加速度计检测技术领域。
背景技术
加速度计一般由表芯和加表电路组成，其中加速度计表芯是加速度计的核心部件，摆组件摆动对称性检测是加速度计表芯装配工序的一个重要环节，这一环节把得严、把得住能大大提高加速度计装配的成品率。所以摆组件摆动对称性的检测尤为重要，而提高加速度计表芯装配质量的检测手段是此环节的关键所在。
现有技术不能对摆组件摆动对称性进行检测，使得问题表无法剔除，整个加速度计装配完成后由于表芯装配过程中摆组件摆动不对称导致整表报废的占10％以上。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种能检测摆组件摆动对称性的装置和方法，填补加速度计检测技术中的一个空白。
本发明的技术解决方案：一种检测摆组件摆动对称性的装置，包括摆动对称性检测模块、加表电路和电源，其中摆动对称性检测模块包括若干个电容C1～Cn、上下档切换开关K1和电容选择开关K2，电容C1～Cn的一端连接后接地，另一端分别与电容选择开关K2的若干个常开触点连接，电容选择开关K2的常闭触点与上下档切换开关K1常闭触点相连，上下档切换开关K1的两个常开触点分别与待检表芯中的上下镀金膜板连接，加表电路与待检表芯连接，电源给加表电路供电，若干个电容C1～Cn按照电容量从大到小或从小到大的顺序排列，电容C1～Cn的电容量取值为待检表芯初始电容量的0.5～2倍，相邻两电容之间的差值为8pF～12pF，n≥4。
一种检测摆组件摆动对称性的方法，通过以下步骤实现：
第一步，制作检测摆组件摆动对称性的装置；
第二步，将待检表芯接入摆组件摆动对称性的装置上，上下档切换开关K1的两个常开触点分别与待检表芯中的上下镀金膜板连接，待检表芯与加表电路连接，电源供电；
第三步，上下档切换开关K1不闭合，加表电路检测得到待检表芯的初始电压V0；
第四步，令i=1；
第五步，电容选择开关K2闭合电容Ci，分别闭合上下档切换开关K1的两个常开触点，加表电路检测得到待检表芯的上电压Vis和下电压Vix；
第六步，将第五步得到的上电压Vix和下电压Vix分别与第三步得到的初始电压V0做差，得到上电压差ΔVis和下电压差ΔVix；
第七步，若满足|ΔVis-ΔVix|≤1mV，转入第八步，若不满足|ΔVis-ΔVix|≤1mV，转入第十步；
第八步，若i<n，令i=i+1，转入第五步，若i=n，转入第九步，n为电容总数；
第九步，分别对第五步得到上电压Vis和下电压Vix进行判断，i=1，2，…n，判断标准为：
若上电压V1s，V2s，…Vns的变化趋势与电容C1，C2，…Cn的变化趋势负相关且下电压V1x，V2x，…Vnx的变化趋势与电容C1，C2，…Cn的变化趋势正相关，则判断待检表芯摆组件的摆动对称性合格，换上另一待检表芯，转入第二步，否则转入第十步；
第十步，待检表芯摆组件的摆动对称性不合格，换上另一待检表芯，转入第二步。
本发明与现有技术相比的有益效果：
(1)本发明弥补了石英挠性加速度计表芯装配质量的检测手段中的一个技术空白，使摆组件摆动对称性检测成为可能，保证加速度计装配质量检测的及时性；
(2)使用本发明后在表芯装配过程中就将摆组件摆动不对称的表芯提前剔除，节约了成本，提高了加速度计装配的成品率；
(3)本发明装置和方法简单，使用方便，不仅保证了加速度计装配质量检测的及时性，同时提高了生产效率；
(4)本发明通过大量试验和理论研究，确定了电容的选取标准，使摆组件摆动对称性判断更为准确、直观。
附图说明
图1为本发明装置电气结构示意图(四个电容为例)；
图2为本发明设计原理示意图；
图3为本发明流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实例对本发明进行详细描述。
本发明如图3所示，通过以下步骤实现：
1、制作检测摆组件摆动对称性装置
检测摆组件摆动对称性装置如图1所示，包括摆动对称性检测模块、加表电路和电源，其中摆动对称性检测模块包括若干个电容C1～Cn、上下档切换开关K1和电容选择开关K2，电容C1～Cn的一端连接后接地，另一端分别与电容选择开关K2的若干个常开触点连接，电容选择开关K2的常闭触点与上下档切换开关K1常闭触点相连，上下档切换开关K1的两个常开触点分别与待检表芯中的上下镀金膜板连接，加表电路与待检表芯连接，电源给加表电路供电，若干个电容C1～Cn按照电容量从大到小或从小到大的顺序排列，电容C1～Cn的电容量取值为待检表芯初始电容量的0.5～2倍，相邻两电容之间的差值为8pF～12pF，n≥4。
开关K2为电容选择开关，可在电容之间进行切换；开关K1为上下档切换开关，检测时将表芯与摆组件摆动对称性检测装置连接好，接通电源，设置好上下档切换开关的位置，旋转电容选择开关即可进行测试，测试方法简单，测试的不确定性减小。
例如：以四个电容为例，待检表芯的初始电容量为40pF时，C1～C4的取值趋势按照从小到大的顺序，C1～C4的取值范围为20～80pF，本实例中C1取30pF，C4取60pF，而C2、C3分别取等分值即可，但相邻两电容之间的差值应在(8～12)pF之间，那么C2和C3分别取40pF和50pF。
2、将待检表芯接入摆组件摆动对称性的装置上，使待检表芯与加表电路连接，上下档切换开关K1的两个常开触点分别与待检表芯中的上下镀金膜板连接，电源供电。
3、上下档切换开关K1不闭合，加表电路检测得到待检表芯的初始电压为1.3967V。
4、判断摆组件摆动对称性
(1)电容选择开关K2先闭合电容C1，再分别闭合上下档切换开关K1的两个常开触点，加表电路检测得到待检表芯的上电压1.3947V和下电压1.3985V。
(2)电容C1的上电压和下电压分别与待检表芯的初始电压做差，得到上电压差ΔV1s为2.0mV，下电压差ΔV1x为1.8mV。
(3)上、下电压差的差值为|ΔV1s-ΔV1x|=0.2mV，小于1mV，可继续检测其他电容，若差值大于1mV，则判定待检测表芯摆组件摆动对称性不合格，其他电容无需再检。
(4)按照(1)～(3)的步骤完成其他电容的检测，依次闭合电容C2～C4，可得待检表芯的上电压和下电压分别是：1.3944V和1.3988V、1.3942V和1.3990V、1.3940V和1.3993V，上电压差分别是2.3mV、2.5mV和2.7mV，下电压差分别是2.1mV、2.3mV和2.6mV，|ΔVis-ΔVix|的值分别为0.2mV、0.2mV、0.1mV，都小于1mV。
(5)判断电容C1～C4的上电压和下电压的变化趋势，可以得到电容C1～C4的上电压按下降趋势，下电压按上升趋势，满足上电压的变化趋势与电容的变化趋势负相关且下电压的变化趋势与电容C1，C2，…Cn的变化趋势正相关，因此判定此待检测表芯摆组件摆动对称性合格，如在检测中不能满足上述条件，则判定待检测表芯摆组件摆动对称性不合格。
所述摆组件摆动对称性检测装置包括与加速度计表芯是通过并联电容来测试。
本发明的设计原理：
本发明是在加速度计表芯差动电容传感器其中一个方向上并联一电容，使摆片摆动，加速度计得到相应的输出V1，输出的大小与并联电容的大小有关，换另一方向同样并联相同阻值的电容，得到相应的输出V2与初始值V相比较，依次联入不同阻值的电容按以上方法测试可以得到摆组件摆动对称性的趋势，以此来判断摆组件摆动对称性是否合格。
加速度计中力矩器线圈外部的石英摆片上的镀金膜板组成电容器的动极板，上下两面动极板和接地的力矩器端面各组成一个电容器，当摆组件受惯性力偏转一个角度时，这两个电容器即形成一个差动电容传感器，并将其电容信号变化输出给伺服电路，根据如图2所示的加速度计闭环系统可以得出：如果人为的在闭环中加入C，为了使两边电容保持一致，摆片会偏向一边，产生一个新的平衡位置，加速度计输出也会发生改变，如果上下两端加的电容一样，输出的变化量在一定范围内相等，说明摆片处于中间位置，如果变化量较大，说明摆片偏离中间位置，可判定此表芯不合格。同时通过加入一组电容可以测试摆片的自由度，来推测加速度计对称性是否满足要求，当所加电容值按照升或降的趋势变化时，加速度计输出的上电压的变化趋势与电容的变化趋势负相关且下电压的变化趋势与电容的变化趋势正相关，如果加速度计的输出按此趋势变化，就说明该加速度计对称性满足要求；如果加速度计的输出不按此趋势变化，就说明此加速度计的对称性不满足要求。甚至当加速度计的输出不变化时，推断出摆片偏离中间位置较严重，摆片已经碰到力矩器，所以判断此表芯装配不合格。
根据大量的实验和研究证明，如果C1～Cn取值过小，摆片摆动幅度太小，就不能很好的体现摆动对称性，取值过大，摆片摆动幅度过大，甚至碰到力矩器，输出不变化，不能进行对称性测试。
本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

Claims (2)

1.一种检测摆组件摆动对称性的装置，其特征在于：包括摆动对称性检测模块、加表电路和电源，其中所述的摆动对称性检测模块包括若干个电容C1～Cn、上下档切换开关K1和电容选择开关K2，电容C1～Cn的一端连接后接地，另一端分别与电容选择开关K2的若干个常开触点连接，电容选择开关K2的常闭触点与上下档切换开关K1常闭触点相连，上下档切换开关K1的两个常开触点分别与待检表芯中的上下镀金膜板连接，加表电路与待检表芯连接，电源给加表电路供电，若干个电容C1～Cn按照电容量从大到小或从小到大的顺序排列，电容C1～Cn的电容量取值为待检表芯初始电容量的0.5～2倍，相邻两电容之间的差值为8pF～12pF，n≥4。
2.一种检测摆组件摆动对称性的方法，其特征在于通过以下步骤实现：
第一步，制作如权利要求1所述的检测摆组件摆动对称性的装置；
第二步，将待检表芯接入摆组件摆动对称性的装置上，上下档切换开关K1的两个常开触点分别与待检表芯中的上下镀金膜板连接，待检表芯与加表电路连接，电源供电；
第三步，上下档切换开关K1不闭合，加表电路检测得到待检表芯的初始电压V0；
第四步，令i=1；
第五步，电容选择开关K2闭合电容Ci，分别闭合上下档切换开关K1的两个常开触点，加表电路检测得到待检表芯的上电压Vis和下电压Vix；
第六步，将第五步得到的上电压Vis和下电压Vix分别与第三步得到的初始电压V0做差，得到上电压差ΔVis和下电压差ΔVix；
第七步，若满足|ΔVis-ΔVix|≤1mV，转入第八步，若不满足|ΔVis-ΔVix|≤1mV，转入第十步；
第八步，若i<n，令i=i+1，转入第五步，若i=n，转入第九步，n为电容总数；
第九步，分别对第五步得到上电压Vis和下电压Vix进行判断，i=1，2，…n，判断标准为：
若上电压V1s，V2s，…Vns的变化趋势与电容C1，C2，…Cn的变化趋势负相关且下电压V1x，V2x，…Vnx的变化趋势与电容C1，C2，…Cn的变化趋势正相关，则判断待检表芯摆组件的摆动对称性合格，换上另一待检表芯，转入第二步，否则转入第十步；
第十步，待检表芯摆组件的摆动对称性不合格，换上另一待检表芯，转入第二步。
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