一种应用于液浮惯性仪表的高精度角度敏感装置的制造方法

文档序号:10650987阅读:397来源:国知局
一种应用于液浮惯性仪表的高精度角度敏感装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种应用于液浮惯性仪表的高精度角度敏感装置,包括定子和转子,定子磁芯上对称制出多个磁极,激磁线圈和输出线圈分别绕于定子磁芯的磁极上,定子磁芯表面安装多个接线柱,定子磁芯、激磁线圈、输出线圈和接线柱采用胶体灌胶密封形成定子;转子为环状体结构,转子的侧壁由对称设置的四根支撑筋分隔成四窗口结构,支撑筋的宽度与磁极宽度一致;转子和定子按照装配要求进行安装,在转子和定子的外部设置导磁环。本发明是一种设计科学、结构合理、使用方便的应用于液浮惯性仪表的高精度角度敏感装置,采用本机构能够精确敏感运动部件相对载体的微小角度的变化,将惯性仪表机械转角转化为电信号,实现机械角位移的精确测量,适用于各类惯性仪表。
【专利说明】
一种应用于液浮惯性仪表的高精度角度敏感装置
技术领域
[0001]本发明涉及液浮陀螺仪领域,尤其是一种应用于液浮惯性仪表的高精度角度敏感
目.0
【背景技术】
[0002]角度敏感器是惯性仪表中应用较为广泛的一种角度敏感元件,敏感器激磁线圈产生激磁磁场,转子空间位置的变化改变激磁磁通与输出线圈间的匝链关系,从而使输出电压随转角发生变化,敏感惯性仪表的转轴相对于框架的机械角位移的变化。角度敏感装置的主要结构分为定子和转子两个部分,定子通常选用软磁材料,转子选用导电良好的金属材料。在液浮惯性仪表测试中,通常希望在有限的空间内获得高的角度灵敏度,实现微小角度的精确测量,特别对于高精度惯性仪表,是亟待解决的技术问题。

【发明内容】

[0003]本发明的目的在于弥补现有技术的不足之处,提供一种能够精确测量机械角位移的应用于液浮惯性仪表的高精度角度敏感装置,其特点是能够实现微小角度的精确测量且具有高的角度灵敏度,结构可靠、实施简便,效果显著。
[0004]本发明的目的是通过以下技术手段实现的:
[0005]—种应用于液浮惯性仪表的高精度角度敏感装置,包括定子和转子,其特征在于:定子由定子磁芯、激磁线圈、输出线圈、胶体和接线柱组成,定子磁芯上对称制出多个磁极,激磁线圈和输出线圈分别绕于定子磁芯的磁极上,定子磁芯表面安装多个接线柱,定子磁芯、激磁线圈、输出线圈和接线柱采用胶体灌胶密封形成定子;转子为环状体结构,转子的侧壁由对称设置的四根支撑筋分隔成四窗口结构,支撑筋的宽度与磁极宽度一致;转子和定子按照装配要求进行安装,在转子和定子的外部设置导磁环。
[0006]而且,所述的定子磁芯上所制的磁极为八个,该八个磁极的上端面和下端面严格平行,平行度要求在0.02mm以内,并严格规定磁极端面与中心轴的同轴度,同轴度要求在0.0lmmW 内。
[0007]而且,所述的激磁线圈和输出线圈分别绕于定子磁芯的磁极上,严格规定其位置和绕线方式,激磁线圈和输出线圈位置相间隔,绕线方式保证磁极顺序为NSNS的磁极布置方式。
[0008]而且,所述的定子磁芯为软磁铁氧体,厚度为5.5mm。
[0009]而且,所述的胶体为环氧树脂胶。
[0010]而且,所述的转子由铝材加工形成。
[0011]而且,所述支撑筋的宽度和磁极的宽度均为4_。
[0012]而且,所述的导磁环为铁磁性材料制成。
[0013]而且,所述的导磁环和定子的同轴度要求在0.0lmm以内。
[0014]本发明的优点和积极效果是:
[0015]1、灵敏度有明显提高。通过实体试验验证,本发明可达到很高的灵敏度。针对某型角度敏感装置进行的实验表明:在相同结构空间内,相同的电磁参数的情况下,本发明灵敏度提高近一倍。
[0016]2、适用性好。本发明中,定子磁芯材料、线圈匝数及机械尺寸可根据实际需要做相应调整,也可根据具体仪表的具体情况进行针对性的设计与调整。
[0017]3、可实现性好。本发明中,该种装置结构简单,操作性好,具有很好的可实现性,通用性。
[0018]4、在本发明中,灌胶结构有效降低了胶体对磁极的应力,提高了角度敏感装置的性能。
[0019]5、本发明是一种设计科学、结构合理、使用方便的应用于液浮惯性仪表的高精度角度敏感装置,采用本机构能够精确敏感运动部件相对载体的微小角度的变化,将惯性仪表机械转角转化为电信号,实现机械角位移的精确测量,适用于各类惯性仪表。
【附图说明】
[°02°]图1是定子磁芯的结构示意图;
[0021]图2是定子磁芯的剖面图;
[0022]图3是定子的灌胶结构示意图(半剖);
[0023]图4是转子、导磁环及定子的结构示意图(半剖)。
[0024]附图中标记说明如下:
[0025]1、定子磁芯;2、激磁线圈及输出线圈;3、胶体;4、接线柱;5、导磁环;6、定子;7、转子。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图详细叙述本发明的实施例;需要说明的是,本实施例是叙述性的,不是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。
[0027]—种应用于液浮惯性仪表的高精度角度敏感装置,包括定子6、转子7和导磁环5,定子由定子磁芯1、激磁线圈、输出线圈、胶体3和接线柱4组成,定子磁芯上对称制出多个磁极,磁极个数根据整体的要求以及最大限度的提高角分辨率,同时考虑空间的大小,设计为八个极的结构方式。该八个磁极的上端面和下端面严格平行,平行度要求在0.02mm以内,并严格规定磁极端面与中心轴的同轴度,同轴度要求在0.0 Imm以内。
[0028]激磁线圈和输出线圈分别绕于定子磁芯的八个磁极上,严格规定其位置和绕线方式,激磁线圈和输出线圈位置相间隔,绕线方式保证磁极顺序为NSNS的磁极布置方式。定子磁芯表面安装多个接线柱,定子磁芯、激磁线圈、输出线圈和接线柱根据设计的结构采用胶体灌胶密封形成定子,该胶体为环氧树脂胶。定子磁芯必须具有良好的导磁性能,本方案采用软磁铁氧体来实现,厚度根据整体结构空间选择5.5mm。
[0029]转子是由铝材加工成的环状体结构,转子的侧壁由对称设置的四根支撑筋分隔成四窗口结构,并严格保证其对称性和筋的宽度。为保证角度敏感装置具备高的灵敏性,支撑筋的宽度与磁极宽度一致,设计为4mm。
[0030]转子和定子根据固定方式装配组合在一起,导磁环安装在转子和定子的外部形成闭路磁场,该导磁环为铁磁性材料制成,导磁环和定子的同轴度要求在0.0lmm以内。
[0031]本发明的工作原理为:
[0032]定子固定在仪表框架上,由激磁建立主磁场,导磁环、工作气隙及转子构成磁回路。当转子跟随仪表有角位移时,将使得转子窗口中磁通发生变化,在转子中产生感应电流,根据楞次定律,该电流形成的磁场将会在输出线圈中产生感应电流,其大小正比于转子转过的角度,方向由转动方向确定。
[0033]本发明是利用金属在磁场中运动产生电流,导致激磁线圈和输出线圈之间磁链关系的改变,从而在输出线圈中产生电流的原理实现微小角度的测量。本发明的目的是在有限的空间内,在机械尺寸、电磁参数不变的情况下实现微小角度的精确测量,尽可能提高角度敏感装置的角度分别率。本方案主要针对角度敏感装置的结构进行设计。
【主权项】
1.一种应用于液浮惯性仪表的高精度角度敏感装置,包括定子和转子,其特征在于:定子由定子磁芯、激磁线圈、输出线圈、胶体和接线柱组成,定子磁芯上对称制出多个磁极,激磁线圈和输出线圈分别绕于定子磁芯的磁极上,定子磁芯表面安装多个接线柱,定子磁芯、激磁线圈、输出线圈和接线柱采用胶体灌胶密封形成定子;转子为环状体结构,转子的侧壁由对称设置的四根支撑筋分隔成四窗口结构,支撑筋的宽度与磁极宽度一致;转子和定子按照装配要求进行安装,在转子和定子的外部设置导磁环。2.根据权利要求1所述的一种应用于液浮惯性仪表的高精度角度敏感装置,其特征在于:所述的定子磁芯上所制的磁极为八个,该八个磁极的上端面和下端面严格平行,平行度要求在0.02mm以内,并严格规定磁极端面与中心轴的同轴度,同轴度要求在0.0lmm以内。3.根据权利要求1所述的一种应用于液浮惯性仪表的高精度角度敏感装置,其特征在于:所述的激磁线圈和输出线圈分别绕于定子磁芯的磁极上,严格规定其位置和绕线方式,激磁线圈和输出线圈位置相间隔,绕线方式保证磁极顺序为NSNS的磁极布置方式。4.根据权利要求1所述的一种应用于液浮惯性仪表的高精度角度敏感装置,其特征在于:所述的定子磁芯为软磁铁氧体,厚度为5.5_。5.根据权利要求1所述的一种应用于液浮惯性仪表的高精度角度敏感装置,其特征在于:所述的胶体为环氧树脂胶。6.根据权利要求1所述的一种应用于液浮惯性仪表的高精度角度敏感装置,其特征在于:所述的转子由铝材加工形成。7.根据权利要求1所述的一种应用于液浮惯性仪表的高精度角度敏感装置,其特征在于:所述支撑筋的宽度和磁极的宽度均为4mm。8.根据权利要求1所述的一种应用于液浮惯性仪表的高精度角度敏感装置,其特征在于:所述的导磁环为铁磁性材料制成。9.根据权利要求1所述的一种应用于液浮惯性仪表的高精度角度敏感装置,其特征在于:所述的导磁环和定子的同轴度要求在0.0lmm以内。
【文档编号】G01B7/30GK106017302SQ201610483275
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】王智奇, 聂鲁燕, 王鹏辉, 赵倩云, 马金洁
【申请人】中国船舶重工集团公司第七0七研究所
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