石英擺片設(shè)計與化學(xué)腐蝕加工技術(shù).pdf

1、石英撓性加速度計作為一種高精度機(jī)械式線性加速度計，是目前慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中重要的傳感器。石英擺片是它的心臟，起敏感加速度作用。石英屬于硬脆材料，它與金屬材料不同，具有低塑性、易碎性和微裂紋等缺點(diǎn)，且石英擺片形狀復(fù)雜、幾何尺寸精度和表面質(zhì)量要求很高，使得石英擺片采用傳統(tǒng)的金屬加工方法很難進(jìn)行加工，存在著加工效率低、工件易破碎、能耗大、加工質(zhì)量差、許多設(shè)計要求無法實現(xiàn)等問題。本文針對這些問題，對石英擺片進(jìn)行了設(shè)計，并研究了其化學(xué)腐蝕方法與下垂量

2、檢測技術(shù)。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　第一章，綜述了國內(nèi)外石英擺片加工技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r和石英擺片檢測技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀，比較了目前石英擺片各種加工方法和各種檢測技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了本文的主要研究內(nèi)容和課題的研究意義。
　　第二章，介紹了石英撓性加速度計的結(jié)構(gòu)與工作原理，建立了石英撓性加速度計的動力學(xué)方程、傳遞函數(shù)和靜態(tài)數(shù)學(xué)模型，了解了石英擺片的各項參數(shù)對其性能的影響。介紹了石英材料的特性，設(shè)計了石英擺片的結(jié)構(gòu)，對石英

3、擺片的載荷進(jìn)行了計算。
　　第三章，提出靜力分析和模態(tài)分析的理論模型，用 ANSYS軟件建立了石英擺片的有限元模型，針對不同厚度撓性梁的石英擺片進(jìn)行了靜力分析，得到了不同厚度的撓性梁在相同載荷下的應(yīng)變和應(yīng)力；對石英擺片進(jìn)行了模態(tài)分析，得到前五階模態(tài)的頻率和振型，通過改善石英擺片尺寸，防止石英擺片與環(huán)境共振，保證石英撓性加速度計的測量精度。
　　第四章，從氫氟酸溶液特征、石英材料的表面特征、反應(yīng)機(jī)理及反應(yīng)分子模型三個方面介紹了

4、石英擺片化學(xué)腐蝕原理，分析了石英擺片化學(xué)腐蝕實驗的工藝流程，包括腐蝕液的選擇、保護(hù)層及設(shè)備的選擇以及加工過程的控制，介紹了石英擺片撓性梁厚度的測量方法。進(jìn)行了化學(xué)腐蝕加工試驗，然后測量了試驗樣品的撓性梁厚度，試驗結(jié)果表明，石英擺片撓性梁的加工采用化學(xué)腐蝕加工工藝是成功的。
　　第五章，介紹了石英擺片下垂量的概念，并對其進(jìn)行了理論計算，提出了下垂量檢測原理，介紹了計算機(jī)視覺檢測技術(shù)，對下垂量檢測系統(tǒng)進(jìn)行了總體的設(shè)計，介紹了裝置中用到