专利名称：一种圆感应同步器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种圆感应同步器，特别涉及一种可应用于真空环境的空间圆感应同步器。
背景技术：
圆感应同步器是一种电磁感应位置检测元件，它具有耐恶劣环境，测量精度高、寿命长、成本低、安装方便、运行速度快、稳定可靠等一系列优点，常用于转台、陀螺平台、火炮控制、导航制导、雷达天线、经纬仪等设备中。圆感应同步器分为定子和转子两部分，其中定子安装在固定体上，转子安装在转轴上，对转子施加激励信号，定子将感应出两相的正、余弦信号，工作过程中转轴带动转子使得其与定子产生相对旋转运动，定子感应出的两相正、 余弦信号也会随着转子的转动而发生有规律的变化，通过监测、解算这两路信号来实现角度测量的目的。传统的圆感应同步器的转子表面的导体组上覆盖一张涤纶薄膜做为绝缘层，随后在该绝缘层上再覆盖一张铝箔做为屏蔽层，该屏蔽层与转子的金属基体相连接，该工艺措施能起到消除耦合电容，提高同步器精度的作用。鉴于圆感应同步器的高精度、高可靠性，该产品已经在国内各军、民领域广泛使用，但在我国最高端的太空领域尚未正式应用，究其主要原因是转子表面导体组上的涤纶薄膜以及铝箔在依次覆盖时其两两隔层间有空气，这使得在太空环境下，隔层间的空气会使得涤纶薄膜以及铝箔向外鼓出，而同步器安装过程中定、转子的间距是非常小的(约 0. 15mm)，从而由于涤纶薄膜以及铝箔向外鼓出而使得定、转子相互触碰，致使产品无法工作。
实用新型内容本实用新型其目的就在于提供一种圆感应同步器，具有高精度、高可靠性的特点， 特别适合在真空环境下工作。实现上述目的而采取的技术方案，包括定子基板、转子基板，所述的定子基板上设有定子金属导体区域，定子金属导体区域上设有绕组；所述的转子基板上设有转子金属导体区域，转子金属导体区域上设有绕组，所述的转子导体绕组上设有屏蔽层，并在转子金属导体区域上绕组与屏蔽层之间增加绝缘层。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，本实用新型采用了转子表面的绕组层、绝缘层以及屏蔽层无缝连接的结构设计，其层与层间不存在空气，从而使得转子在真空环境下不会出现表层鼓泡的现象，因而能正常工作，具有高精度、高可靠性的特点，特别适合在真空环境下工作。
以下结合附图对本实用新型作进一步详述。
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图1为同步器侧视结构示意图。图2为图1中A向放大结构示意图。图3为转子绕组示意图。图4为定子绕组示意图。图5为定、转子有效导体相对位置图。图6为定、转子有效导体相对位置图。图7为定、转子有效导体相对位置图。图8为定、转子有效导体相对位置图。图9为转子相对定子转过一机械周期，定子电压输出信号幅值变化示意图。
具体实施方式
实施例，包括定子基板1、转子基板2，如图1所示，所述的基板1上设有定子金属导体区域3，定子金属导体区域3上设有绕组；所述的转子基板2上设有转子金属导体区域 4，转子金属导体区域4上设有绕组，所述的转子导体绕组4上设有屏蔽层6，并在转子金属导体区域4上绕组与屏蔽层6之间增加绝缘层5。所述的绝缘层5为环氧树脂材料，绝缘层5平面度小于0. 01mm。所述的绝缘层6镀膜，镀膜材料为导电材料，如、铝、铜、银或其合金材料。所述的转子金属导体区域4上的绕组为连续式，包括由多根有效导体7通过导体内端部8与导体外端部9连接而成，导体的根数与同步器的极数相同。所述的定子金属导体区域3上的绕组为分段式的，称为分段绕组，包括2K个导体组，导体组分别属于A相和B相，每相均有K个导体组，每组由M根有效导体10通过导体内端部11与导体外端部12连接而成，其中K、M均为正整数，属于同相的各组，用导线反向串联联接。定、转子有效导体都呈辐射状。所述的定子有效导体13、转子有效导体14呈辐射状。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行描述。由铝基板、金属导体绕组等构成的圆感应同步器，传统工艺均需在圆感应同步器的转子表面的导体组上覆盖一张涤纶薄膜做为绝缘层，随后在该绝缘层上再覆盖一张铝箔做为屏蔽层，该工艺能消除圆感应同步器的耦合电容，起到提高产品精度的效果。但该工艺下转子表面导体组上的涤纶薄膜以及铝箔在其两两隔层间有空气，这使得在真空环境下， 隔层间的空气会使得涤纶薄膜以及铝箔向外鼓出，从而使得产品无法使用。本文提出一种全新的工艺手段，通过在转子表面涂覆胶态环氧树脂做为绝缘层，随后在绝缘层上再镀导电膜的方式来消除两两隔层间的空气，使得圆感应同步器能在真空环境下正常应用。如图1所示，本实用新型为一种圆感应同步器，包括定子基板1、转子基板2、定子金属导体区域3、转子金属导体区域4、绝缘层5、屏蔽层6。如图3所示，转子金属导体区域4上的转子绕组做成连续式的，它由多根有效导体 7通过导体内端部8与导体外端部9连接而成，定义有效导体的数目即为圆感应同步器的极数。在转子绕组加工完成后，将调试好的绝缘环氧树脂胶涂覆在绕组表面上，将其放在真空箱，其真空箱的真空度调节到不高于1X10_2帕，抽真空20分钟。随后将转子放在温控箱内对其60摄氏度固化2个小时。将环氧胶凝固后的转子的表面用车削或打磨的方式处理平整，处理后的固态环氧层厚度不大于0. 05mm,平面度不低于0. Olmm,该环氧层即转子的绝缘层。随后再将转子拿到镀膜机下对其表面进行镀膜，镀膜的材料需铝、银、铜等导电材料，该镀膜层即转子的屏蔽层。如图4所示，定子金属导体区域3上的绕组做成分段式的，称为分段绕组。它由I 个导体组组成，导体组分别属于A相和B相，每相均有K个导体组。每组由M根有效导体10 通过导体内端部11与导体外端部12连接而成。其中K、M均为正整数。属于同相的各组， 用导线反向串联联接。定、转子有效导体都呈辐射状。图5描述了转子旋转过程中，定子有效导体13与转子有效导体14相对位置的变化过程。其中每两根有效导体中心线之间的距离称为一个极距。如图5所示，定、转子绕组各自有效导体位置相互重合，记其为初始位置，此刻定子该相输出电压幅度有最大值；当定、转子相对位置如图6、7、8所示时，定子该相输出电压幅度分别为0、负向最大值、0;在图8所示位置处，转子再转过半个极距，定子该相输出电压幅度又再次达到最大值。因此，由以上分析可知，定子输出的感应电压的幅值变化一个周期即表明转子相对定子转过了两个极距。对极数为N的感应同步器其每个极距对应的机械角度值为360/N， 也即定子感应输出电压的幅值变化一个周期对应着的机械角度为720/N。由于定子A、B两相绕组之间的距离相差了(n+1/2)个极距，η为整数。因此两相绕组的输出电压信号幅值变化也始终相差1/4个周期。按照图9所示，介绍本实用新型一种圆感应同步器的工作过程。对转子均施加激磁信号，此时定子的A、B相均会感应出同频率的电压信号，记
Ea ==fa*2m{ay)，其中 为转子激磁信号的频率，厶、Λ是A、B相输出
电压信号的幅度值。Λ = ^、ιη(^、A =知、0<之)，之为该通道当前的电角度，Em 为/i、/s的最大值。根据前述分析可知，对一个N极(或N/2对极)的通道来说，机械上转过一个周期，定子输出电压信号幅值将变化N/2个周期。因此当机械上转过角度5，在电学上将转过的角度1 = (Ν/2)* S。图9所示为转子相对定子旋转一个机械周期，Zil、/$变化示意图。由图9可知，当转子转过360度，定子输出电压信号幅度/』、/$均变化多个周期。要获得当前电角度为Θ￡，只要测得当前A、B相输出电压Ea、即可。
Ea Em sin &e Λ再根据^= ^f = tan θε
SB 8Mco50e β得到=arctan(-^)。
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权利要求1.一种圆感应同步器，包括定子基板(1)、转子基板(2)，其特征在于，所述的定子基板(1)上设有定子金属导体区域(3)，定子金属导体区域(3)上设有绕组；所述的转子基板(2)上设有转子金属导体区域(4)，转子金属导体区域(4)上设有绕组，所述的转子导体绕组(4)上设有屏蔽层(6)，并在转子金属导体区域(4)上绕组与屏蔽层(6)之间增加绝缘层 (5)。
2.根据权利要求1所述的一种圆感应同步器，其特征在于，所述的绝缘层(5)为环氧树脂材料，绝缘层(5)平面度小于0.01mm。
3.根据权利要求1所述的一种圆感应同步器，其特征在于，所述的转子金属导体区域 (4)上的绕组为连续式，包括由多根有效导体(7)通过导体内端部(8)与导体外端部(9)连接而成，导体的根数与同步器的极数相同。
4.根据权利要求1所述的一种圆感应同步器，其特征在于，所述的定子金属导体区域(3)上的绕组为分段式的，称为分段绕组，包括2K个导体组，导体组分别属于A相和B相，每相均有K个导体组，每组由M根有效导体(10)通过导体内端部(11)与导体外端部(12)连接而成，其中K、M均为正整数，属于同相的各组，用导线反向串联联接，定、转子有效导体都呈辐射状。
专利摘要本实用新型涉及一种圆感应同步器，包括定子基板、转子基板，所述的定子基板上设有定子金属导体区域，定子金属导体区域上设有绕组；所述的转子基板上设有转子金属导体区域，转子金属导体区域上设有绕组，所述的转子导体绕组上设有屏蔽层，并在转子金属导体区域上绕组与屏蔽层之间增加绝缘层。从而消除了圆感应同步器的耦合电容，起到提高产品精度的效果。具有高精度、高可靠性的特点，特别适合在真空环境下工作。
文档编号G01D5/14GK202126242SQ20102067962
公开日2012年1月25日 申请日期2010年12月25日 优先权日2010年12月25日
发明者娄敏, 李丰, 林兴颜, 汤文军, 王智勇, 郑宇 申请人:九江精密测试技术研究所