[發(fā)明專利]一種角振動(dòng)臺(tái)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310453339.2
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN103471642A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何聞;唐波;賈叔仕;周杰
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01D18/00
• 分類號(hào): G01D18/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 黃芳;趙芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種角振動(dòng)臺(tái)，特別是一種用于對角振動(dòng)傳感器動(dòng)態(tài)性能標(biāo)定或校準(zhǔn)的角振動(dòng)臺(tái)。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和自動(dòng)化程度的提高，角振動(dòng)傳感器的應(yīng)用范圍越來越廣，應(yīng)用領(lǐng)域涉及到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門以及人們的日常生活，如：航空航天、深海探測、資源勘探、醫(yī)療器械、汽車工業(yè)和家用電器等。角振動(dòng)傳感器出廠前需要標(biāo)定，使用一定時(shí)間或修理后需要校準(zhǔn)，而角振動(dòng)臺(tái)作為角振動(dòng)傳感器動(dòng)態(tài)性能標(biāo)定或校準(zhǔn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，越來越受到人們的重視。國際標(biāo)準(zhǔn)ISO?16063-15：2006和我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T?20485.15-2010對絕對法校準(zhǔn)角振動(dòng)傳感器的角振動(dòng)臺(tái)裝置提出了明確的技術(shù)要求。

常見的角振動(dòng)臺(tái)采用直流力矩電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)部件，主軸和工作臺(tái)面作為運(yùn)動(dòng)部件，主軸與直流力矩電機(jī)的輸出軸固定，精密軸承作為運(yùn)動(dòng)部件的支撐結(jié)構(gòu)。當(dāng)直流力矩電機(jī)通有交變電流時(shí)，電機(jī)產(chǎn)生交變的力矩作用于運(yùn)動(dòng)部件，使運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生角振動(dòng)，為了保證角振動(dòng)的回轉(zhuǎn)中心不偏移，需要精密軸承對運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行軸向和徑向的約束。此種角振動(dòng)臺(tái)由于電機(jī)時(shí)間常數(shù)的影響，一般的工作頻率范圍在100Hz以下，而且由于復(fù)雜的電機(jī)內(nèi)部磁場，即使采用無刷直流力矩電機(jī)，輸出角振動(dòng)的波形失真度也較大。如果采用有刷直流力矩電機(jī)，加上電機(jī)本身摩擦力的影響，更加惡化角振動(dòng)波形。

為了克服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)部件的角振動(dòng)臺(tái)的上述缺點(diǎn)，中國專利200610099078.9號(hào)披露了一種非電機(jī)方式電動(dòng)式角振動(dòng)臺(tái)，角振動(dòng)臺(tái)的勵(lì)磁系統(tǒng)由電工純鐵制成的底座、磁芯、外壁以及磁軛與勵(lì)磁線圈配合，動(dòng)圈骨架上均布導(dǎo)線槽，驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線用絕緣膠紙緊裹，插入動(dòng)圈骨架上的導(dǎo)線槽后，高壓浸漆、固化，導(dǎo)線在線槽兩端伸出與編制軟線焊接，主軸為空心筒杯結(jié)構(gòu)，其兩端分別與動(dòng)圈和臺(tái)面連接，主軸外套裝橡膠筒，橡膠筒的兩端用強(qiáng)力膠分別粘結(jié)在支撐座和臺(tái)面上，動(dòng)圈置于磁芯與磁軛之間。這種角振動(dòng)臺(tái)由勵(lì)磁線圈產(chǎn)生磁場，向位于氣隙磁場中的動(dòng)圈通入交變的電流，在動(dòng)圈與磁場的電磁耦合作用下，動(dòng)圈產(chǎn)生交變的力矩，從而使與動(dòng)圈相連的工作臺(tái)面產(chǎn)生角振動(dòng)。這種角振動(dòng)臺(tái)的缺點(diǎn)在于：1）動(dòng)圈繞線困難，布線不均勻，工藝復(fù)雜；2）轉(zhuǎn)動(dòng)部件慣量大，工作頻率范圍窄，角加速度波形失真度大；3）由于采用橡膠筒彈簧作為驅(qū)動(dòng)部件的恢復(fù)彈簧，限制了轉(zhuǎn)角范圍，角位移小。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種動(dòng)圈布線均勻、轉(zhuǎn)動(dòng)部件慣量小、工作頻率范圍寬、角位移大、失真度小的角振動(dòng)臺(tái)。

一種角振動(dòng)臺(tái)，包括由導(dǎo)磁體制成的底座、外壁和頂蓋，頂蓋架設(shè)于外壁上，頂蓋上安裝有運(yùn)動(dòng)組件，運(yùn)動(dòng)組件包括貫穿頂蓋的轉(zhuǎn)軸，固定于轉(zhuǎn)軸頂部的工作臺(tái)面和固定于轉(zhuǎn)軸底部的動(dòng)圈，動(dòng)圈與交變功率電流源相連，轉(zhuǎn)軸與頂蓋之間設(shè)有軸承，轉(zhuǎn)軸上固定有扭簧，扭簧的兩個(gè)末端分別固定于軸承上，扭簧用于固定轉(zhuǎn)軸的平衡位置，防止轉(zhuǎn)軸發(fā)生漂移。

其特征在于：頂蓋底部固定有上部磁鋼，底座頂部固定有下部磁鋼，動(dòng)圈為盤式結(jié)構(gòu)，動(dòng)圈位于上部磁鋼和下部磁鋼之間，動(dòng)圈分別與上部磁鋼和下部磁鋼間隙配合。

進(jìn)一步，上部磁鋼和下部磁鋼分別圍成一個(gè)圓環(huán)區(qū)域，上部磁鋼的圓環(huán)區(qū)域與下部磁鋼的圓環(huán)區(qū)域同軸。

進(jìn)一步，動(dòng)圈包含至少一個(gè)動(dòng)圈單元，動(dòng)圈單元包括圓片狀的基體和固定于基體表面上的線圈組，一個(gè)線圈組包括由一根導(dǎo)線繞制而成的第一線圈和第二線圈，一個(gè)動(dòng)圈單元上的各線圈組之間采用串聯(lián)或者并聯(lián)連接；第一線圈和第二線圈分別包括位于磁場內(nèi)的有效導(dǎo)線組和位于磁場外的連接導(dǎo)線組，每個(gè)線圈具有兩個(gè)有效導(dǎo)線組，連接導(dǎo)線組分別與兩側(cè)的有效導(dǎo)線組連接，連接導(dǎo)線組與基體同心，有效導(dǎo)線組中的導(dǎo)線均指向基體的圓心；在一個(gè)動(dòng)圈單元中，相鄰的兩個(gè)有效導(dǎo)線組形成一個(gè)安培力發(fā)生部，每個(gè)安培力發(fā)生部對應(yīng)一個(gè)磁場，而相鄰的兩個(gè)安培力發(fā)生部中電流方向相反。當(dāng)有多個(gè)動(dòng)圈單元時(shí)，多個(gè)動(dòng)圈單元以串聯(lián)或并聯(lián)的方式進(jìn)行連接，相鄰動(dòng)圈單元的線圈位置平行且對齊，然后通過半固化片膠接壓制成一個(gè)動(dòng)圈。

基體由玻璃布、環(huán)氧和溶劑固化而成，基體表面通過粘結(jié)劑經(jīng)熱壓的方式壓上一層厚薄均勻的銅層，對基體表面的銅層進(jìn)行刻蝕加工，刻去基體表面除導(dǎo)線圈外的銅層，剩余的銅層就形成了基體表面線圈。