CN110824181A - 一种低电阻敏感器件信号连接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种低电阻敏感器件信号连接方法，包括在敏感器件的固定静片(1)、挠性杆(2)、敏感动片(3)上形成金属带；采用点焊分别在固定静片(1)和敏感动片(3)的金属带上固定信号线；采用电流脉冲对从固定静片(1)引出的信号线进行通电；将敏感器件放置在温度箱内，进行高低温冲击。本发明的方法通过在敏感器件上形成金属带，敏感器件的阻值大幅减小，点焊机完成信号线的焊接，连接洁净度和可靠性得到提升，残余应力的释放会降低加速度计的精度和稳定性，对信号线进行电流脉冲通电降低零部件的残余应力使其在使用前达到稳定状态，对于维持加速度计性能满足长周期大机动下的免标定要求具有广泛借鉴意义。

Description

一种低电阻敏感器件信号连接方法
技术领域
本发明属于加速度计装调技术领域，具体涉及一种低电阻敏感器件信号连接方法。
背景技术
随着导航系统的精度提升，为了更好满足需求对加计提出了长周期大机动下的免标定要求。目前惯性导航系统所使用的加速度计其核心部件都是敏感器件，其结构示意见图1，其中固定静片1、挠性杆2、敏感动片3形成敏感器件。敏感器件在加速度计长期通电及运动载体大机动使用过程中，材料本身发热引起敏感器件变形同时形成温度梯度场，造成最终加速度计偏置及失准角的变化，降低使用精度。
以前的敏感器件信号连接方法是将信号线沿敏感动片布置后涂胶固定，在靠近挠性杆的固定静片和敏感动片区域电镀一层可焊层，信号线通过手工焊接在敏感动片端的可焊层，采用直径为几十微米的金属丝分别手工焊接在固定静片和敏感动片区域的可焊层上完成加速度计的信号联通。但传统的信号连接方法存在以下三个问题：
信号线采用涂胶固定，由于胶接剂本身特性，在高低温影响下，其体积、弹性模量、内应力等参数会发生较大变化，从而引入应力影响加速度计性能；
采用直径为几十微米的金属丝传输信号，由于其本身刚度与挠性杆刚度相当，形成干扰力矩，从而造成加速度计性能变化；
手工焊接容易污染敏感器件，制约生产效率的提升。
发明内容
鉴于现有技术的上述情况，本发明的目的是提供一种低电阻敏感器件信号连接方法，维持加速度计性能满足长周期大机动下的免标定要求。
本发明的上述目的是利用以下技术方案实现的：
一种低电阻敏感器件信号连接方法，包括：
在敏感器件的固定静片、挠性杆、敏感动片上形成金属带；
采用点焊分别在固定静片和敏感动片的金属带上固定信号线；
采用电流脉冲对从固定静片引出的信号线进行通电；
将敏感器件放置在温度箱内，进行高低温冲击。
在本发明的方法中，所述金属带为铝带。另外，所述金属带是通过真空镀膜形成的，真空镀膜的温度为800℃，时间6h。
在本发明的方法中，在所述高低温冲击中，高温为95℃，低温为-60℃，高温与低温的保温时间为2h，高温与低温之间的温度转换时间不大于10min，冲击回合次数为30次。
在本发明的方法中，采用电流脉冲对从固定静片引出的信号线进行通电包括在0～200μs内，使电流达到峰值8～10KA，200～400μs电流开始快速减小，400～600μs电流达到0。其中电流在120μs达到峰值10KA。
本发明的方法还可包括最后检测敏感器件的电阻值的步骤。
本发明的方法通过在敏感器件上形成金属带，敏感器件的阻值大幅减小，点焊机完成信号线的焊接，连接洁净度和可靠性得到提升，残余应力的释放会降低加速度计的精度和稳定性，对信号线进行电流脉冲通电降低零部件的残余应力使其在使用前达到稳定状态，对于维持加速度计性能满足长周期大机动下的免标定要求具有广泛借鉴意义。
附图说明
图1是加速度计中的敏感器件的结构示意图；
图2是本发明的方法中采用的电流脉冲发生装置的示意图；
图3是本发明的方法中对信号线进行通电的脉冲电流波形的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地理解本发明的目的、技术方案及优点，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
本发明的实施例提供一种低电阻敏感器件信号连接方法，通过对敏感器件进行真空镀膜形成金属铝带，敏感器件的阻值大幅减小，点焊机完成信号线的焊接，连接洁净度和可靠性得到提升，残余应力的释放会降低加速度计的精度和稳定性，对信号线进行电流脉冲通电降低零部件的残余应力使其在使用前达到稳定状态，对于维持加速度计性能满足长周期大机动下的免标定要求具有广泛借鉴意义。
具体地，在本实施例中，首先将敏感器件放置于真空镀膜机中，设置温度800℃，时间6h，在固定静片1、挠性杆2、敏感动片3上形成金属铝带，表面检查导带完好性，用台阶仪测量金属铝带厚度，满足1～1.5μm。然后，将敏感器件放置在点焊机载物台上，将点焊机电压调整到200～300V，用点焊机将信号线焊接固定在固定静片1和敏感动片3的金属铝带上。之后，将敏感器件放置在载台上，采用电容放电产生的电流脉冲对固定静片1引出的信号线进行通电，通过调控电压和电容来达到设计电流脉冲的要求，电压采用无极变压器调节，调节范围0～220V，电容值采用电容串并联的方式调节，调节范围100～800μF。电流脉冲发生装置的电路示意图如图2，为了记录电流脉冲，在回路中串联了分流计，型号50A-50mV，示波器采用DS5062数字示波器。本发明的方法中采用的通电包括在0～200μs使电流达到最大值8～10KA，200～400μs电流开始快速减小，400～600μs使电流达到0。具体地，在本实施例中，采用的脉冲电流波形如图3，120μs电流达到最大值10KA，380μs电流快速下降到1KA，600μs电流达到0。相对只做高低温冲击的方案1，残余应力下降30％，相对方案2恒定电流、脉冲电流在0～400μs电流达到最大值8～10KA，400～600μs电流维持最大值，600～1000μs电流快速降到0等多种参数的波形，残余应力下降20％，具体结果见下表。
本发明方法 方案1 方案2
残余应力/MPa 28.90 41.28 36.12
年使用精度/μg 50 80 60
然后，将敏感器件放置在温度箱内，进行高低温冲击。具体地，在本实施例中，高低温冲击中高温为95℃，低温为-60℃，高温与低温的保温时间为2h，高温与低温之间的温度转换时间不大于10min，冲击回合次数为30次。
最后，还可以用三用表检测敏感器件的电阻值，测得的电阻值不大于1Ω即认为信号连接可靠。
本发明的方法，通过对敏感器件进行真空镀膜形成金属铝带，敏感器件的阻值大幅减小，并且相对于以前的装配形式，减小了胶粘剂固定和金属丝对加速度计性能的影响；信号连接采用点焊工艺，相对于以前的装配形式，提升了焊接洁净度和可靠性，提高了装配效率；通过对信号线进行电流脉冲通电提前释放残余应力，使其在使用前达到稳定状态，相对于以前的装配形式，提升了加速度计年使用精度。

Claims (8)

1.一种低电阻敏感器件信号连接方法，包括：
在敏感器件的固定静片(1)、挠性杆(2)、敏感动片(3)上形成金属带；
采用点焊分别在固定静片(1)和敏感动片(3)的金属带上固定信号线；
采用电流脉冲对从固定静片(1)引出的信号线进行通电；
将敏感器件放置在温度箱内，进行高低温冲击。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属带为铝带。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述金属带是通过真空镀膜形成的，真空镀膜的温度为800℃，时间6h。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述高低温冲击中，高温为95℃，低温为-60℃，高温与低温的保温时间为2h，高温与低温之间的温度转换时间不大于10min，冲击回合次数为30次。
5.根据权利要求1所述的方法，其中采用电流脉冲对从固定静片(1)引出的信号线进行通电包括在0～200μs内，使电流达到峰值8～10KA，200～400μs电流开始快速减小，400～600μs电流达到0。
6.根据权利要求5所述的方法，其中电流在120μs达到峰值10KA。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括最后检测敏感器件的电阻值的步骤。
8.按照权利要求1所述的方法，其中所述金属带是通过真空镀膜形成的铝带，真空镀膜的温度为800℃，时间6h，其中对信号线进行通电包括在0～200μs内，使电流达到峰值8～10KA，200～400μs电流开始快速减小，400～600μs电流达到0，其中在所述高低温冲击中，高温为95℃，低温为-60℃，高温与低温的保温时间为2h，高温与低温之间的温度转换时间不大于10min，冲击回合次数为30次。
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