[實(shí)用新型]新型電磁加速度計(jì)結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220688276.X
• 申請(qǐng)日: 2012-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN203011945U
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉曉東;聶魯燕;李德才;于洪宇;趙丙權(quán);賈子奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七0七研究所
• 主分類號(hào): G01P15/125
• 分類號(hào): G01P15/125;G01P15/13
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王來(lái)佳

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及測(cè)量?jī)x表領(lǐng)域中的電磁加速度計(jì)，特別是一種適用于高精度慣導(dǎo)制導(dǎo)測(cè)量系統(tǒng)及大量程加速度測(cè)量和抗沖擊需求的的電磁加速度計(jì)。

背景技術(shù)

目前，電磁加速度計(jì)結(jié)構(gòu)在美國(guó)專利（專利號(hào)4250757）中有詳細(xì)介紹，其結(jié)構(gòu)形式見圖1所示。它包括導(dǎo)磁環(huán)1、熱磁補(bǔ)償環(huán)2、圓柱形永磁體3、導(dǎo)磁板4、石英擺片5、力矩線圈6、力矩線圈骨架7。導(dǎo)磁環(huán)、熱磁補(bǔ)償環(huán)、圓柱形永磁體和導(dǎo)磁板組成導(dǎo)磁環(huán)組件。石英擺片、力矩器線圈和線圈骨架組成石英擺片組件。導(dǎo)磁環(huán)組件成對(duì)使用同軸鏡像對(duì)稱安裝，在兩導(dǎo)磁環(huán)組件之間安裝石英擺片組件。上下導(dǎo)磁環(huán)組件之間的連接采用的是環(huán)氧樹脂膠。

由于上述電磁加速度計(jì)采用的是圓柱形永磁體，產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)檩S向，而電磁力需要磁場(chǎng)方向?yàn)閺较颍虼送ㄟ^導(dǎo)磁板改變成徑向磁場(chǎng)，考慮到氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)度，一般導(dǎo)磁板設(shè)計(jì)比較薄。這種電磁加速度計(jì)機(jī)構(gòu)存在以下幾方面局限性：

1、永磁體采用軸向充磁結(jié)構(gòu)，磁場(chǎng)方向指向石英擺片（沿加速度計(jì)敏感軸方向），即使導(dǎo)磁板改變了磁場(chǎng)方向成徑向，但石英擺片組件所處位置仍有一定的漏磁場(chǎng)。上下漏磁場(chǎng)不一致，可引起磁偏置，對(duì)石英擺片組件會(huì)產(chǎn)生電磁干擾力矩，增大加速度計(jì)的偏置。只有兩永磁體充磁磁感應(yīng)強(qiáng)度完全一致時(shí)，該影響才可避免，但實(shí)際工作中很難控制。

2、為提高磁感應(yīng)強(qiáng)度，導(dǎo)磁板的厚度不能很大，工作氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度平滑區(qū)就會(huì)受到限制，有可能使部分力矩器線圈工作在氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度非平滑區(qū)，這樣石英擺片組件運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的“增減磁效應(yīng)”會(huì)增大加速度計(jì)的非線性，影響分辨率的提高和穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型電磁加速度計(jì)結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種新型電磁加速度計(jì)結(jié)構(gòu)，包括石英擺片組件和導(dǎo)磁環(huán)組件，石英擺片組件含石英擺片和力矩器線圈組件，力矩器線圈組件和導(dǎo)磁環(huán)組件成對(duì)使用，鏡像對(duì)稱安裝在石英擺片的上下方，其特征在于：導(dǎo)磁環(huán)組件含導(dǎo)磁環(huán)、永磁輻射環(huán)、磁屏蔽環(huán)和熱磁補(bǔ)償環(huán)，每個(gè)導(dǎo)磁環(huán)組件的內(nèi)腔自導(dǎo)磁環(huán)中心軸依次同軸安裝熱磁補(bǔ)償環(huán)、永磁輻射環(huán)和磁屏蔽環(huán)。

而且，在導(dǎo)磁環(huán)內(nèi)腔中心軸上同軸安裝的永磁輻射環(huán)為徑向充磁的永磁輻射環(huán)。

而且，所述的兩個(gè)導(dǎo)磁環(huán)組件通過連接環(huán)激光焊接在一起，該連接環(huán)設(shè)置在兩個(gè)導(dǎo)磁環(huán)連接處的外側(cè)，即在導(dǎo)磁環(huán)的外圓面開槽，使連接環(huán)陷入槽中，兩個(gè)外圓面對(duì)齊再焊接固裝。

而且，所述的熱磁補(bǔ)償環(huán)位于永磁輻射環(huán)的下方，磁屏蔽環(huán)位于永磁輻射環(huán)的上方。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為：

1、本電磁加速度計(jì)在導(dǎo)磁環(huán)內(nèi)腔中心軸上同軸安裝的永磁體為徑向充磁的永磁輻射環(huán)。永磁輻射環(huán)采用徑向充磁可直接滿足徑向磁場(chǎng)的需求，不需要用導(dǎo)磁板進(jìn)行磁場(chǎng)變向。永磁體在滿足工作氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度需求的情況下，增大了工作氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度的平滑區(qū)，可有效降低石英擺片組件運(yùn)動(dòng)帶來(lái)了的“增減磁效應(yīng)”，進(jìn)而降低非線性及干擾力矩，提高加速度計(jì)分辨率、降低偏置。

2、本電磁加速度計(jì)中的永磁輻射環(huán)直接產(chǎn)生的徑向磁場(chǎng)，在軸向不可避免有少量漏磁，為降低其對(duì)石英擺片組件的影響，在永磁輻射環(huán)上方的導(dǎo)磁環(huán)中心軸上同軸安裝了磁屏蔽環(huán)，從理論上可完全消除漏磁場(chǎng)，因此可消除漏磁場(chǎng)對(duì)石英擺片組件中可能存在磁介質(zhì)造成的吸力，降低加速度計(jì)偏值，提高分辨率。

3、本電磁加速度計(jì)的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)還有利于工作氣隙磁場(chǎng)強(qiáng)度均勻性的提高、增大軸向平滑區(qū)，可提高加速度測(cè)量范圍。

4、本電磁加速度計(jì)的兩個(gè)導(dǎo)磁環(huán)組件之間的連接，采用了通過連接環(huán)激光焊接在一起，該激光焊接有利于增強(qiáng)加速度計(jì)的抗沖擊性和抗振動(dòng)性。

5、本實(shí)用新型是一種設(shè)計(jì)科學(xué)、結(jié)構(gòu)合理的電磁加速度計(jì)，本加速度計(jì)具有分辨率高、偏值低、穩(wěn)定高和抗沖擊性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于高精度慣導(dǎo)制導(dǎo)測(cè)量系統(tǒng)及大量程加速度測(cè)量和抗沖擊需求的場(chǎng)合。

附圖說(shuō)明

圖1是目前電磁加速度計(jì)二維軸剖圖；

圖2是本實(shí)用新型提出的新型電磁加速度計(jì)結(jié)構(gòu)二維軸剖圖。

圖中：1.導(dǎo)磁環(huán)；2.熱磁補(bǔ)償環(huán)；3.圓柱形永磁體；4.導(dǎo)磁板；5.石英擺片；6.力矩線圈；7.力矩線圈骨架；8.熱磁補(bǔ)償環(huán)；9.永磁輻射環(huán)；10.磁屏蔽環(huán)；11.連接環(huán)；12.激光焊接。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。