如今，惯性导航技术可让导航系统在卫星拒止的环境下也能提供精准的定位服务，而这全靠那些内置的惯性测量器件。在这类器件里，加速度计是当之无愧的核心，它的精度高低直接决定了导航系统的准确度。最近，麦姆斯咨询提到了几篇最新的研究文章，西安交通大学和上海航天控制技术研究所的研究团队就在《导航与控制》上发表了一篇题为“高精度石英谐振加速度计的发展现状与展望”的综述。这篇文章把国内外在这个领域的研究进展都梳理了一遍，还给大家总结了现状，还展望了一下未来。 那么，这种基于石英谐振器力频原理的高精度谐振式加速度计到底有啥过人之处呢？原来它有几个很大的优点：精度高、体积小、成本低，而且输出的是频率信号。像霍尼韦尔生产的RBA500这种集成式产品就已经广泛应用在各种导航系统里了。国内的一些科研机构也开始把自己研制的产品用在低成本的战术级导航系统中。至于Emcore公司和iXblue公司的产品，还有南京理工大学开发的频率信号读取电路，也都展示了各自的特点。 这种加速度计的工作原理其实不难理解：质量块受到惯性力的作用后会把力传递到石英谐振器上，谐振器的频率就会发生变化。通过计算这个频率的变化量，就能测出加速度的大小了。目前，国内外的研究人员除了优化加速度计的结构设计，还在琢磨怎么改进制备工艺、搞补偿技术以及处理信号方面的问题。像Xal和Xblue这些公司的产品就是这么一步步发展起来的。 虽然集成式和整体式的石英谐振式加速度计各有优缺点，但综合来看整体式的性能稍微好一些。它是用一块完整的石英晶片加工出来的，没有微装配的麻烦，批量生产起来也更方便。随着石英湿法腐蚀工艺的不断进步，整体式结构的前景会越来越广阔。 总的来说，现在市面上能看到的主要是石英挠性加速度计、PIGA还有硅谐振加速度计。在精度要求比较高的领域里，石英谐振加速度计有着明显的优势。随着武器装备对机动性和协同性的要求越来越高，未来的加速度计肯定要往高稳定性、高可靠性、微型化、低功耗还有低成本的方向走。 未来武器装备轻量化和民用市场对这类器件的需求都很大。在复杂的战场环境下，惯性技术跟智能化的结合是大势所趋。要想进一步提升石英谐振加速度计的智能化水平，就得攻克几个关键技术难关：高可靠性的敏感结构设计、热应力抑制与温度稳定性提升、优化石英湿法腐蚀工艺、低噪声高增益的ASIC电路技术以及高精度测频与补偿技术。只要把这些技术攻克了，下一代高性能惯性器件就有了坚实的基础。