[發明專利]一種用于MHD角速率傳感器的檢測裝置

有效

• 申請號: 201510859693.4
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN105486882B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 廉杰;張瀚;金小鋒;劉海濤;鄒江波;孫延東
• 申請（專利權）人: 北京遙測技術研究所;航天長征火箭技術有限公司
• 主分類號: G01P3/46
• 分類號: G01P3/46;G01P3/26;G01P21/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發明涉及一種用于磁流體動力學效應(Magnet?Hydro?Dynamics，簡稱MHD)角速率傳感器的檢測電路，該檢測電路由差分放大、帶寬擴展以及帶通濾波等功能模塊構成，能夠有效控制傳感器的噪聲水平，提高微弱信號檢測能力，擴展工作帶寬。此外，該檢測電路在不增設專門的零位偏置調節模塊和零位溫度漂移補償模塊的情況下，即可達到抑制傳感器零位偏置和零位溫度漂移的效果。

技術領域

本發明涉及一種用于MHD角速率傳感器的檢測裝置，屬于測試測量技術領域。

背景技術

磁流體動力學效應角速率傳感器(Magnet-Hydro-Dynamics，以下稱 MHD角速率傳感器)具有高精度、高帶寬、高可靠性等優點，可應用于光路對準設備、成像系統運動測量補償系統、航天器載荷平臺穩定以及振動特性監測等。

MHD角速率傳感器工作原理基于磁流體動力學效應及電磁感應，傳感器主要由敏感元件和檢測電路兩部分組成。當有繞傳感器敏感軸的角速率信號作用于傳感器時，傳感器內部流體由于慣性特性，保持原有運動狀態，流體與傳感器內部靜磁場之間形成相對運動，產生切割磁力線的效果，在流體上下端面之間形成感應電動勢，感應電動勢信號經檢測電極和電感線圈轉換為敏感元件輸出信號，再經檢測電路處理得到表征角速率的傳感器整機輸出電壓信號。

常規的傳感器檢測電路，通過運算放大器構成的電壓放大環節進行第一級放大，通過基準源生成的基準信號與傳感器信號進行加減運算實現零位調節，通過溫度傳感器輸出的溫度信號與傳感器信號進行加減運算實現零位溫度補償，最后通過低通濾波濾除工作帶寬以外的高頻噪聲。MHD角速率傳感器敏感元件輸出信號非常微弱，而且存在低頻衰減，常規的檢測電路無法同時滿足檢測精度高、噪聲水平低和工作帶寬大的要求。

發明內容

針對常規檢測電路在MHD角速率傳感器信號檢測上的不足，本發明提出一種適合于MHD角速率傳感器信號特點的檢測電路，可以有效控制傳感器的噪聲水平，提高傳感器的微弱信號檢測能力，擴展傳感器工作帶寬，同時能夠自動調節傳感器零位偏置，有效抑制傳感器零位溫度漂移。

本發明目的通過如下技術方案予以實現：

提供一種用于MHD角速率傳感器的檢測電路，包括差分放大模塊、帶寬擴展模塊和濾波電路；

所述差分放大模塊采集MHD角速率傳感器敏感元件輸出的電壓信號進行差分放大，將放大后的信號輸出至帶寬擴展模塊；

所述帶寬擴展模塊將放大后的信號進行帶寬擴展，實現低頻增益與高頻增益的比值大于1，將擴展后的信號輸出至濾波電路；

所述濾波電路將將擴展后的信號進行濾波后作為MHD角速率傳感器的輸出信號。

優選的，所述帶寬擴展模塊采用無源電路，低頻增益為1，高頻增益<1。

優選的，所述帶寬擴展模塊包括依次串聯的第一電阻R₁、第二電阻R₂、第一電容C₁；第一電阻R₁與第二電阻R₂連接的一端作為擴展后的信號的輸出端，第一電阻R₁的另一端作為放大后的信號的輸入端。

優選的，所述帶寬擴展模塊采用有源電路，低頻增益>1，高頻增益<1。