基于TEC的石英挠性加速度计组件一体化温控结构热设计

摘要

在高精度惯性导航系统和捷联惯导重力测量系统中，石英挠性加速度计组件的温控精度直接影响系统的导航和重力测量精度。为保证加速度计工作环境的温度稳定性，设计了基于半导体制冷器（Thermoelectric Cooler, TEC）的石英挠性加速度计一体化温度控制系统。对系统硬件结构和热特性进行了分析，完成了相关组件的热力学建模、仿真分析和结构优化，并设计了常温及变温环境下的温控实验。相关结果表明，一体化温控系统在2 h室温环境下，加速度计组件温度波动峰-峰值优于0.006℃；在最高10℃/h的快速变温环境下，系统3 h温度控制波动峰-峰值优于0.006℃，加速度计表头温度波动峰-峰值优于0.03℃。对比温控关闭状态下的实验结果，温控开启时，加表输出稳定性及输出精度分别得到了34.2倍和37.6倍的提升。相关结果表明系统有较好的鲁棒性和温控精度，可以满足多种应用环境下的加速度计组件温控应用需求。

关键词

捷联惯导系统 / 石英挠性加速度计 / 温度控制 / 半导体制冷器