石英重力加速度计结构
石英加速度计的数学静态模型_解释说明以及概述
石英加速度计的数学静态模型解释说明以及概述引言的内容应该包括概述、文章结构和目的三个部分。
在撰写引言时，需要对全文进行概述，介绍石英加速度计的数学静态模型以及解释说明，并明确本文的结构和目的。
1. 引言1.1 概述本篇长文将详细探讨石英加速度计的数学静态模型。
作为一种重要的测量仪器，石英加速度计在导航领域和地震监测中具有广泛应用，且具有较大的发展潜力。
本文将深入解释石英加速度计的原理及背景，并通过建立数学静态模型来对其进行详细分析。
1.2 文章结构本文共分为五个主要部分：引言、石英加速度计的数学静态模型解释说明、石英加速度计的应用领域和前景展望、实验验证与结果分析以及结论与展望。
首先，引言部分将提供一个整体概述，并介绍后续各节所涵盖的内容。
然后，在第二部分中，我们将详细阐述石英加速度计的原理及背景，并介绍数学静态模型的基本原理。
在第三部分，我们将着重探讨石英加速度计在导航领域的应用以及其在地震监测中的潜力，并对其他应用领域进行展望。
第四部分将介绍实验设计及步骤，并说明数据采集与处理方法。
最后，在结论与展望部分，我们将总结本文所得出的主要结论，并提供未来研究方向的展望。
1.3 目的本文旨在通过解释和探讨石英加速度计的数学静态模型，深化人们对该仪器原理和应用领域的理解。
同时，通过实验验证与结果分析，验证模型的可行性和准确性。
最终，本文希望能够为相关领域研究者提供参考，并为未来进一步探索石英加速度计的可能性提供基础。
2. 石英加速度计的数学静态模型解释说明：2.1 石英加速度计的原理及背景：石英加速度计是一种利用压电效应测量加速度的设备。
其工作原理基于压电晶体会在施加力或产生振动时产生电荷，从而可以推导出物体所受的加速度。
这种技术已经被广泛地应用于导航、地震监测和其他领域，并且具有较高的精度和灵敏度。
2.2 数学静态模型的基本原理：石英加速度计的数学静态模型是通过建立物体运动方程以描述其受到的力和加速度之间的关系来实现。
(完整版)石英加速度传感器
FS—A0001(石英加速度计）1）产品概述本产品为单轴的石英挠性摆式加速度计，通过检测质量敏感输入加速度,再经电路解调和调制，输出完全正比于输入加速度的信号.2）产品特点本产品的特点是体积小、重量轻、精度高，长期稳定性好。
偏值3个月稳定性可优于30μg，标度因数3个月稳定性可优于30 ppm，二阶非线性系数可优于18μg/g2.3)应用领域可用于航空、航天领域的捷联惯性系统或平台测量系统。
4）性能指标19电源(DC）±15 V20绝缘电阻(R i）≥100MΩ（测量电压为100V）21外形尺寸Ф25×31mm（法兰盘可为三角形或方形）22重量（W)≤80 g rm5）产品图片FS-A0002（石英加速度计）1）产品概述本产品和石英加速度计（A0001）的工作原理相同，同属单轴的石英挠性摆式加速度计，其精度属于中等。
2）产品特点本产品的特点是体积小、重量轻、精度中等，月稳定性好，应用范围广，可根据用户要求提供加速度计主要系数的热模型。
3）应用领域本产品可应用于航空、航天、航海等领域的各种捷联惯性系统。
序号项目技术指标1分辨率≤｜±5 ｜μg2量程（｜±IA|max）≥|±25｜g3偏值(K0)≤|±4｜ mg4标度因数（K1）1。
20±0。
20 mA/g5二阶非线性系数（K2）≤｜±30|μg/g26偏值1月稳定性（σK0）≤30 μg （1σ）7标度因数1月稳定性（σK1/K1）≤30 ppm (1σ）8二阶非线性1月稳定性(σK2)≤25 μg/ g2（1σ）9偏值温度系数(αK0）≤|±40|μg/℃10标度因数温度系数（αK1/ K1)≤|±50｜ppm/℃11失准角（δp、δo）≤｜±120| sec 12噪声(I N）≤10 μA13动超调量（σ）≤38 ％态半震荡次数（n)≤3 次参固有频率(f o）≥400 Hz 数带宽（BW）≥1000 Hz14静态电流（I±）≤|±16｜mA15低气压(40Pa、1h)(Δσ）≤5 %（不漏气）16振动（20~2000）Hz（V RD) 6.2 g rms17冲击70 g，11 ms，1/2sin18工作温度范围-45～+85 ℃19电源(DC）±15 V20绝缘电阻（R i）≥100 MΩ（测量电压为100V)21外形尺寸Ф25×31 mm(法兰盘可为三角形、方形）22重量（W)≤80 g rm5）产品图片FS—A0003（石英加速度计)1）产品概述本产品和石英加速度计（A0001型）的工作原理相同，同属单轴的石英挠性摆式加速度计,其精度属于中下等。
石英加速度计原理
石英加速度计原理1. 引言石英加速度计（Quartz Accelerometer）是一种利用石英晶体的压电效应来测量加速度的装置。
石英加速度计具有高精度、高稳定性和快速响应的特点，在空间飞行器、导航系统、地震监测等领域得到广泛应用。
本文将详细解释石英加速度计的基本原理，包括石英晶体的压电效应、传感器结构、工作原理和信号处理方法。
2. 石英晶体的压电效应石英晶体是一种具有压电效应的晶体材料。
压电效应是指在外加压力或应变作用下，晶体会产生电荷分布的不均匀，从而在晶体两个相对的表面上产生电势差。
石英晶体的压电效应主要由晶格结构引起，当晶格结构发生变化时，晶体内部的正负电荷分布会发生改变，从而产生压电效应。
3. 石英加速度计的结构石英加速度计一般由石英晶体、质量块和电极组成。
石英晶体作为传感器的核心部件，质量块用于感知加速度，电极用于测量压电电荷。
石英晶体通常采用双轴对称结构，由两个压电晶片组成。
这两个晶片的压电轴相互垂直，使得加速度在任何方向上都可以被测量。
质量块连接在石英晶体的中心，当发生加速度时，质量块会相对于晶体发生运动，从而使得晶体产生压力。
电极被安装在石英晶体的表面，用于测量压电电荷。
当晶体受到压力时，晶体内部的正负电荷分布会发生改变，正负电荷在电极上积累，形成电势差。
通过测量电极上的电势差，可以间接得到加速度的大小。
4. 石英加速度计的工作原理石英加速度计的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1.加速度感知：当发生加速度时，质量块会相对于石英晶体发生运动，施加压力。
这个压力会导致晶体的压电效应被激发，从而产生压电电荷。
2.电荷积累：压电电荷在电极上积累，形成电势差。
电势差的大小与加速度的大小成正比。
3.信号放大：电势差较小，需要经过信号放大器进行放大，以便后续的信号处理。
4.信号处理：经过放大的信号被送入信号处理器，进行滤波、放大、数字化等处理。
最终得到可供使用的加速度信号。
5. 石英加速度计的信号处理方法石英加速度计的信号处理方法通常包括滤波、放大和数字化三个步骤。
重力仪认识
（2）光学指示系统 由目镜、刻度片、场镜、物镜、
全反射棱镜等组成的放大倍数约为
250倍的显微镜，以及由灯炮、聚光 镜等组成的照明部分组成，其结构
如下图所示。
1—灯炮；2—聚光镜；3—反射镜；4—光导 管斜切面；5—指示丝；6—目镜；7—刻度 片；8—场镜；9—物镜；10—棱镜
作用机理：
用于肉眼观察仪器内视域中所见到 的“亮线”的偏转（视域中所见到的 “亮线”就是平衡体前端的指示丝的 像）。 当重力增大时，平衡体向下偏转一 个角度，从视域中可看到亮线向右边 偏移；反之，当重力减少时，亮线将 向左边移动。
置，这时，可以通过转动测微器(计数
器)来改变测量弹簧的伸长量，
从而改变其作用在测量扭丝上的弹
力矩，使框架和连杆一起偏转，从 而改变了主弹簧上端点的位置，补
偿了重力的变化，使平衡体返回至
零点位置，测微器数字的变化显示 了重力变化的大小。
温度补偿装置是由温度补偿金属
丝9、框架、连杆(与测量补偿装置共 用一个框架的连杆)、温度补偿扭丝
实验名称
ZSM-2型石英弹簧重力 仪的认识和操作
内容提要
实验目的
实验器材
实验内容
实验注意事项
一、实验目的
认识ZSM-2型石英弹簧重力仪 的主要结构，了解该类仪器的操作
方法。
二、实验器材
ZSM-2型石英 弹簧重力仪
三、实验内容
1、ZSM-2型石英弹簧重力仪的结构构成
ZSM-2型重力仪由弹性系统、光 学指示系统、测读系统、保温隔热系
数，第二位数字便改变一数字。个位
数后的小数可根据固定标志线所对应
的个位数鼓轮上1/10刻度线读出，还
可估读出1/10刻度线间的半个距离。
石英振梁加速度计概述
石英振梁加速度计概述
邓宏论
【期刊名称】《自动驾驶仪与红外技术》
【年(卷),期】2004(000)003
【摘要】随着惯性技术的发展，它的方向发生了新的变化，微机械技术日益占据重要的地位。
石英振梁加速度计正是这样的一种微机械惯性仪表，因此有必要对其进行以下全面描述。
在这篇文章中介绍了惯性技术的发展方向，石英振梁加速度计的发展状况、基本原理、主要构成和主要材料、主要优点，其研制的主要技术、途径也被提到，并进行了简单的精度分析。
【总页数】8页(P16-23)
【作者】邓宏论
【作者单位】中国航天科技集团第16研究所
【正文语种】中文
【中图分类】V249.3
【相关文献】
1.石英振梁加速度计概述 [J], 邓宏论
2.一体式石英振梁加速度计工程化研究进展 [J], 杨挺;刘平;杨贵玉;路文一;金小锋
3.自检式石英振梁加速度计的极板间距研究 [J], 胡佳佳;梁金星
4.一种应用于惯性导航的振梁加速度计石英谐振器驱动电路 [J], 谭斌;李博;刘政
5.基于FPGA的高精度石英振梁加速度计频率测量方法研究 [J], 刘珑珑;孟俊芳
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石英振梁式加速度计研究
石英振梁式加速度计研究何胜王巍邢朝洋(航天时代电子公司研究院)摘要：石英振梁加速度计(RBA)技术自出现以来就一直是惯导仪表的一个重要发展方向。
它直接输出频率信号，不必经A／D转换，直接进入导航计算机、防止引入速度增量误差，另外它在价格、功耗、重量上的优点激发了J、．-ff]对它的持续研究和开发，以一种重要的惯性导航加速度计发展成熟起来，近年来，我国在石英振梁式加速度计领域的研制取得了较大进展，本文旨在概述石英振粱加速度计的现状及阐述我们设计的一种高g石英振粱式加速度计。
关键词：石英振粱式加速度计惯性导舷加速度计频率信号1．概述振梁式加速度计(RBA)自问世以来就受到世界各国的普遍关注。
振梁式加速度计宜接输出脉冲信号，避免了信号转换引入的速度增量误差。
它在成本、体积、功耗、重量、精度上的突出优点，决定了石英振粱式加速度计作为新型惯性导航加速度计的一个重要分支逐渐发展和成熟起来。
美国在石英振粱表的研制方面一直处于领先地位，其中原SU NS TR．,LN D公司研制了精度范围从中低精度领域延伸到高精度领域的一系列石英振梁式加速度计。
1993年至 1994年，美国在其先进动能导弹(AD KEM)开发项目上使用的高性能、高g值的加速度计就是振粱式加速度计。
这种高量程的振梁式加速度计有如下特点：在12009的输入加速度环境下，能够正常的工作，并可提供足够的灵敏度，分辨力达li ng的水平，非常适合大机动、高过载的战术武器制导系统。
美国深空探测器“克莱门汀”号的惯测组合就是由激光陀螺和石英振粱式加速度计RB AS00匹配。
1998年，法国国家宇航研究局(ONERA)在法国国防部采购局(bOG)的资助下，开发了一种石英谐振式振梁加速度计。
它的每个敏感器都是一个由一种简单的化学工艺制成的整体石英结掏，这种结构能将传感器的活动部件有效的隔离，活动部件由一个检测质量、一个振粱及两个接头组成，同时一个柔性框架起到了与安装面的隔离作用。
石英加速度计及角速度传感器陀螺仪性能指标概述
连接器 PIN 描述
PIN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
信号 信号输出 电流转矩 -15V±10%VDC +15V±10%VDC
NC 温度传感器输出
自检 地 -9VDC 输出 +9VDC 输出
北京约克仪器 mail：sensor-bj@
5
电 话：010-51298884 / 18601333305
年稳定性
µg
<1500
温度灵敏性
µg/degC
<200
比例因子
mA/g
1.0...1.4
年稳定性
ppm
<1500
温度灵敏性
ppm/degC
<200
轴偏差
µrad
<2000
年稳定性
µrad
<100
非线性
µg/ g 2
<100
工作温度
degC
-55...+85
振动
g, Hz
8g@ 20~2000Hz
冲击
PIN
信号
6 温度传感器输出
7 电压自检
8 信号和电源返回线
9 -9VDC
10 +9VDC
3
描述 INNALABS 的 INN-203 军工级加速度计用于商业
场合，例如捷联惯导系统，可用于机载，海事，陆地 和其他场合。本加速度计的优良性能归功于成熟的石 英挠性技术。INN-203 加速度计可根据客户要求提供 集成的偏置和比例因子温度模型。另外，除了加速度， INN-203 加速度计也可测量速度，距离和倾角。
特征 •军工级性能 •高输入范围 •温度变化下的高稳定性 •模拟输出 •紧凑的设计 应用 •惯性导航系统，用于直升机，载人和无人飞行机 •导航/定位/陀螺系统，用于军舰，船舰，潜艇，遥控 潜水器，水下机器人 •定位系统，用于石油钻井行业 加速度计尺寸图（mm）
石英挠性加速度计气密性封装结构[发明专利]
![石英挠性加速度计气密性封装结构[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/b4088ab2be23482fb5da4cbd.png)
专利名称：石英挠性加速度计气密性封装结构专利类型：发明专利
发明人：王勇,杨峰,彭志高
申请号：CN201610491764.4
申请日：20160629
公开号：CN106066405A
公开日：
20161102
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种石英挠性加速度计气密性封装结构，包括敏感器件、外壳、伺服电路、密封罩和玻璃绝缘子管壳，所述敏感器件通过环氧胶安装于密封罩内，密封罩口部通过玻璃绝缘子管壳密封，密封罩、玻璃绝缘子管壳和敏感器件共同构成敏感表头；敏感器件以敏感表头的形式通过胶接工艺固定安装在外壳内，敏感器件输出引线通过玻璃绝缘子管壳上的管脚与伺服电路连接。
本封装结构可使加速度计能够长期在低气压（或真空）和电磁辐射环境中可靠稳定的工作。
本发明制作简单，工艺成熟，能有效提高加速度计在星用或其他太空应用等环境中的精度和可靠性。
申请人：中国电子科技集团公司第二十六研究所
地址：400060 重庆市南岸区南坪花园路14号
国籍：CN
代理机构：重庆博凯知识产权代理有限公司
代理人：李海华
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z400石英弹簧重力仪
Z400型重力仪
Z400 型重力仪是测量重力加速度值相对变化的一种仪器。
该仪器的传感器用石英制成，采用零点读数，并设有精密的温度补偿装置。
Z400 型重力仪可广泛用于地质构造和矿产的重力勘探（包括重力普查、重力详查和区域重力测量）。
主要特点：
具有精度高、重量轻、体积小、操作简单、携带方便等特点。
主要技术指标：
■读数精度：±0.01 毫伽
■观测精度：ε≤±0.03 毫伽
■计数器读数范围：0 ～3999.9 格
■格值：0.09 ～0.11 毫伽 / 格
■测程范围：＞5000 毫伽
■亮线灵敏度：1.6 ～2.0 毫伽
■混合零点位移：≤±0.1 毫伽 / 小时
■格值线性度：≤ 1/1000
■仪器重量：4.5 ㎏
■包装箱尺寸：300×285×570mm
■包装箱和仪器总重量：10 ㎏。
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安装尺寸图
5 15 2 7. 54 φ 38 . 2
7.95
φ 25.4
1 2 0° 与1 1 5° 通 用孔
15.9
2 6 .5 30
φ 3 .5
Tel：029-82501710
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JHT 系列加速度计
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JHT 系列加速度计
7/7
JHT 系列加速度计使用注意事项与存储条件
1、产品不得与腐蚀性的化学用品接触； 2、产品接线柱上引出的线要与接线图中一一对应，不得错接、反接； 3、冲击、振荡实验不得超过产品型号的技术要求； 4、储存条件： 产品要放在原包装盒内，放在不要有灰尘，干燥的室温中，移动过 程中要注意轻拿轻放。
Tel：029-82501710
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2 6 .5 30
φ 3 .5
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JHT 系列加速度计
4/7
加速度计 JHT-Ⅱ/B
参 数 指 标 MJ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 偏值 标度因数 偏值温度系数 ｍg mA/g μ g／℃ 10 3.0±0.5 60 80 500 100 检测时间 3~7 天 100 检测时间 3~7 天 ±10 20g(20~2000Hz) 1000g,0.5ms,1/2sin -45~+125 室温~+125/+150 60 ±12~±18 10 3.0±0.5 80 100 500 100 检测日稳定性 100 检测日稳定性 ±10 20g(20~2000Hz) 1000g,0.5ms,1/2sin -20~+125/150 室温~+125/+150 60 ±12~±18 M
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JHT 系列加速度计
3/7
加速度计 JHT-Ⅰ/C
参 数 指 标 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 偏值 标度因数 二阶非线性 偏值温度系数 标度因数温度系数 偏值稳定性 标度因数稳定性 二阶非线性稳定性 固有频率 量程 振动 冲击 工作温度 测试温度 工作电压 参 数 名 称 ｍg mA/g μ g／g
2/7
加速度计 JHT-Ⅰ/B
参 数 指 标 JⅠ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 偏值 标度因数 二阶非线性 偏值温度系数 标度因数温度系数 偏值稳定性 标度因数稳定性 二阶非线性稳定性 固有频率 量程 振动 冲击 工作温度 测试温度 重量 分辨率 工作电压 ｍg mA/g μ g／g
２
序 号
参 数 名 称
单 位 3 1.1~1.5 15 20 50 20 检测时间三个月 20 检测时间三个月
2
JⅡ 3 1.1~1.5 15 20 50 20 检测时间一个月 20 检测时间一个月 10 检测时间一个月 800 ±30 5g(20~2000Hz) 100g,4ms,1/2sin -45~+125 室温~+80 80 5×10-6 ±12~±18
２
序 号
参 数 名 称
单 位 3 1.1~1.5 20 30 50
JⅡ 3 1.1~1.5 30 40 60 30 检测时间一个月 30 检测时间一个月 10 检测时间一个月 800 ±30 10g(20~2000Hz) 100g,4ms,1/2sin -45~+125 室温~+80 80 510-6 ±12~±18
２
单 位 JⅡ 4 1.1~1.5 30 30 60 40 检测时间一个月 40 检测时间一个月 20 检测时间一个月 800 ±30 10g(20~2000Hz) 100g,4ms,1/2sin -45~+125 室温~+80 ±12~±18
2
MJ 4 1.1~1.5 50 50 80 40 检测时间 3~7 天 40 检测时间 3~7 天 20 检测时间 3~7 天 800 ±30 10g(20~2000Hz) 100g,4ms,1/2sin -45~+125 室温~+80 ±12~±18
特 点： 体积小，抗冲击，可安装于芯杆直径为 1 英寸的测斜仪上。 应用简介： 主要用于石油钻井的随钻测斜系统和连续测斜系统中，并可广泛用于炮弹、航空炸弹等 小型飞行物中。
安装尺寸图
0.9 30 ° 17.8 4- φ 2.5
φ 21.1
V-
V+
17.8
OUT
GND
2
8.5 14
R2.5
22
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26 系列加速度计
6/7
加速度计 JHT-Ⅱ/C
序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12 偏值 标度因数 偏值温度系数 标度因数温度系数 偏值稳定性 标度因数稳定性 量程 振动 冲击 工作温度 测试温度 重量 工作电压 参 数 名 称 ｍg mA/g μ g／℃ PPm／℃ μ g ppm g g，Ｈz g，ｍs ℃ ℃ g v 单 位 15 3±0.5 100 200 200 检测日稳定性 200 检测日稳定性 ±10 20g(20~2000Hz) 1000g,0.5ms,1/2sin -20~+125 室温~+125 25 ±7~±15 参 数 指 标 M
μ g／℃ PPm／℃ μ g ｐｐｍ μ g／g Hz g g，Ｈｚ g，ｍｓ ℃ ℃ v
特 点： 体积较小，精度较高。 应用简介： 用于有空间限制的运动物体的加速度测量系统中。
安装尺寸图
5 15 2 7. 54 φ 38 . 2
7 .9 5
φ 25 .4
1 2 0° 与1 1 5° 通 用孔
1 5.9
μ g／℃ PPm／℃ μ g ppｍ μ g／g Ｈｚ g g，Ｈz g，ｍｓ ℃ ℃ g g v
10 检测时间三个月 800 ±30 5g(20~2000Hz) 100g,4ms,1/2sin -45~+125 室温~+80 80 5×10
-6
±12~±18
特 点： 精度高。 应用简介： 用于载体的微重力测量系统和高精度惯导系统中，并可用于高精度的静态角度测量系统中。
1 5. 9
21.5 25
φ3.5
2.5
12.5
φ 34.5
21.2
φ 25
21.2
21.5 25
4- φ 2.8
26
2.5
12.5
互为 90 ° φ 30.4
φ 28
φ 25
4- φ 5 21.5 25
Tel：029-82501710
Fax：029-82501150
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JHT 系列加速度计
5/7
JHT-Ⅱ/B 安装尺寸图
2.5 12.5 2 7 .5 4 φ38.2
7. 9 5
φ2 5 . 4
1 2 0 °与 1 1 5 ° 通用 孔
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加速度计 JHT-I/A
参 数 指 标 JⅠ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 偏值 标度因数 二阶非线性 偏值温度系数 标度因数温度系数 偏值稳定性 标度因数稳定性 二阶非线性稳定性 固有频率 量程 振动 冲击 工作温度 测试温度 重量 分辨率 工作电压 ｍg mA/g μ g／g
特 点： 精度较高。 应用简介： 可用于惯性导航系统，在航空航天飞行器和船舶的惯性导航系统及控制系统中，有着广泛 的应用。
安装尺寸图
5 15 2 7. 54 φ 38 . 2
7.95
φ 25.4
1 2 0° 与1 1 5° 通 用孔
15.9
2 6 .5 30
φ 3 .5
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μ g／℃ PPm／℃ μ g ｐｐｍ μ g／g Ｈｚ g g，Ｈｚ g，ｍｓ ℃ ℃ g g v
2
30 检测时间三个月 30 检测时间三个月 10 检测时间三个月 800 ±30 10g(20~2000Hz) 100g,4ms,1/2sin -45~+125 室温~+80 80 510
-6
±12~±18
序 号
参 数 名 称
单 位
标 度 因 数 室温－120℃ PPm／℃ 温度系数 120℃－150℃ PPm／℃ 偏值稳定性 标度因数稳定性 量程 振动 冲击 工作温度 测试温度 重量 工作电压 μ g ppm g g，Ｈz g，ｍs ℃ ℃ g v
特 点： 抗振性能良好，其测角精度为角秒级。 应用简介： 主要用于石油钻井的随钻测斜系统和连续测斜系统中， 并可广泛用于其它工作环境恶劣的 系统中。