题目：石英振梁加速度计新结构探索及电路技术研究

小型化、低成本、高精度已经成为惯性系统的发展趋势。高精度加速度计作为惯性系统中的核心器件之一，直接决定了惯性系统的精度和性能。石英振梁加速度计(VBA)由于具有直接数字频率输出、量程大、体积小、高共模抑制能力等诸多优点而受到越来越广泛的重视。

工程要求需同时兼顾高精度和高稳定性的要求。因此，本课题在石英振梁加速度计原有的检测电路基础之上进行了新的优化设计，并对石英振梁加速度计进行了温度在线补偿研究，使器件满足设计要求。并且，本课题开展了一体式石英振梁加速度计的力学仿真、机械耦合机理研究与新结构探索工作。

本文首先介绍了石英振梁加速度计的工作原理，并对石英晶体具有的压电效应、器件的结构形式、力-频特性等进行了较为详尽的介绍与分析，得出了石英振梁加速度计频率输出与加速度之间的关系。最后对石英振梁加速度计的特点进行了阐述。本部分内容为全文的理论基础。

本课题采用多周期连续测频法进行频率测量，该方法可实现连续测量，测量间无时间间隔。通过实验验证，频率检测电路测量精度可达0.01Hz，并且具有连续测量、响应速度快和稳定性高等优点。

石英振梁加速度计的输出易受温度的影响，温度补偿是提高其精度的一个关键因素。本论文搭建了石英谐振梁加速度计的温度在线补偿系统，利用多项式拟合的方法对实验数据进行了温度在线补偿，补偿后石英振梁加速度计的温度系数降低了一个数量级，取得了较好的补偿效果。

为解决分体式石英振梁加速度计存在的装配误差等缺陷，本论文在原有器件结构的基础上，提出了一种新型一体差动式石英振梁加速度计结构，并对其进行了仿真分析。优化后的器件各项性能均有明显提高。同时本论文建立了理论模型，对差分结构速度计引起的机械耦合问题进行了较为深入的理论研究，得到了差分结构机械解耦条件，并给出了解决机械耦合问题的指导方法。