[發(fā)明專利]一種用于測量球形轉子極軸偏角的磁懸浮裝置及測量方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710119972.2
• 申請日: 2007-08-06
• 公開（公告）號: CN101113896A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發(fā)明（設計）人: 崔春艷;胡新寧;王秋良;趙尚武
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26;G01B7/30;G01D5/353;G01D5/14
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司
• 代理人: 關玲;成金玉

1.一種用于測量球形轉子極軸偏角的磁懸浮裝置，其特征在于主要包括低溫杜瓦(8)、兩個超導線圈(5)、兩個鈮瓦(2)、超導鈮球轉子(1)、超導電機(6)，力矩器(7)、中心柱(9)、銅板(10)、極軸光纖傳感器(3)和轉速光纖傳感器(4)；位于裝置最外層的低溫杜瓦(8)采用低溫液體液氦冷卻；兩個內面呈球面的鈮瓦(2)上下相對布置，形成球形腔，中空的超導鈮球轉子(1)位于球形腔內，套在中心柱(9)上；中心柱(9)內同軸安裝了超導電機(6)和力矩器(7)，超導電機(6)位于中心柱(9)內的中部，力矩器(7)對稱布置于超導電機(6)的上部和下部；上下兩個超導懸浮線圈(5)分別套裝在上下兩個鈮瓦(2)上，粘連固定；銅板(10)固定在上超導線圈上面，在銅板(10)的中部用螺紋固定了極軸光纖傳感器(3)和轉速光纖傳感器(4)，極軸光纖傳感器(3)和轉速光纖傳感器(4)的光軸垂直于超導轉子(1)的頂部圓形平面。

2.按照權利要求1所述的用于測量球形轉子極軸偏角的磁懸浮裝置，其特征在于超導鈮球轉子(1)頂部為一個圓形小平面，在平面中心處刻制了寬1.5mm-2.5mm，長3.5mm-4mm的矩形漫反射刻線(201)，矩形漫反射刻線(201)的一條長邊過圓形平面圓心且與一條直徑重合，在該直徑的一側靠近圓形平面的邊緣處刻制了一條長1.5mm-2mm，寬1mm-1.5mm的漫反射刻線(202)。

3.按照權利要求1或2所述的用于測量球形轉子極軸偏角的磁懸浮裝置，其特征在于極軸光纖傳感器(3)和轉速光纖傳感器(4)共用一個激光光源。

4.應用權利要求1所述的用于測量球形轉子極軸偏角的測量方法，其特征在于測量的步驟如下：

(1)給共用的激光二極管(401)通電，激光二極管(401)發(fā)出的紅外光經(jīng)光纖傳輸照射在超導轉子(1)頂部圓形平面上的漫反射刻線區(qū)域；

(2)由光電探測器PD1(403)將轉速光纖傳感器(4)反射回的光強信號轉換成電壓信號，光電探測器PD2(404)將極軸光纖傳感器(3)、反射回的光強信號轉換成電壓信號；

(3)光電探測器PD2(404)輸出的正弦信號傳輸?shù)骄茈p相鎖定放大器(405)的信號輸入端S，光電探測器PD1(403)輸出的脈沖信號經(jīng)放大電路放大到1V-2V之間，傳輸?shù)骄茈p相鎖定放大器(405)的參考輸入端R；

(4)讀取精密雙相鎖定放大器(405)顯示屏上的電壓數(shù)值，對應極軸偏移量e的V_A和偏移方向相位角V_Q，對應著標定的V_A-e曲線，計算出極軸的偏移量e；根據(jù)公式$\mathrm{\θ}=\arctan \frac{e}{h}$計算出極軸的偏移角度θ。