[實用新型]三浮陀螺儀用傳感器

有效

• 申請號: 201922198458.3
• 申請日: 2019-12-10
• 公開（公告）號: CN211262251U
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 杜鑫;吳遼;黨建軍;王卿;黃銘;狄恩沖
• 申請（專利權）人: 西安航天精密機電研究所
• 主分類號: G01C19/02
• 分類號: G01C19/02;G01C19/04
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 汪海艷

本實用新型涉及一種傳感器，具體涉及一種三浮陀螺儀用傳感器，解決現有動圈式傳感器裝置存在的傳感器轉子滲油及傳感器磁路不對稱的問題，傳感器轉子包括轉子支架、轉子線圈及轉子灌封膠層；轉子支架為環形支架，沿環形支架外周面的周向開設環形凹槽，凹槽的一個側壁為臺階面；轉子線圈繞制在凹槽小端內；灌封膠沿轉子線圈的外周面澆注在凹槽大端內，形成轉子灌封膠層；灌封膠層的第一端面緊貼凹槽大端端面，灌封膠層的第二端面與轉子支架的端面平齊；傳感器定子包括內導磁環與多個磁極，多個磁極與內導磁環為一體設置。通過對傳感器結構優化，陀螺質心不再以一定斜率趨勢斜飄，陀螺精度及可靠性得以保證。

技術領域

本實用新型涉及一種傳感器，具體涉及一種三浮陀螺儀用傳感器。

背景技術

三浮陀螺由于其小體積、高精度、高可靠性等優點目前主要用于空間衛星、遠海定位及高精度武器系統等領域。據稱目前世界上精度最高三浮陀螺隨機漂移可達1.5×10^-7°/h，系統穩定運行時間可達1.0×10⁴h。經過數十年發展，國內三浮陀螺取得了一系列成就，其精度據說已達5.0×10^-5°/h。相比于光纖陀螺、激光陀螺、半球諧振陀螺等較為新興陀螺相比，在市場、精度及工程實際方面仍具有優勢。但是近幾年國內三浮陀螺發展較為緩慢，除了陀螺精度因素以外，可靠性問題也是制約陀螺發展的主要因素，比如三浮陀螺傳感器轉子滲油問題。

三浮陀螺屬于單自由度積分陀螺，陀螺閉路正常工作時浮子經常處于零位附近，工作角度極小，這就要求傳感器零位死區越小、自身有害干擾力矩越低，傳感器性能越好，陀螺精度也就越高。目前三浮陀螺傳感器主要分為微動同步器式傳感器、短路匝傳感器及動圈式傳感器。微動同步器式傳感器轉子同軸度要求極高，基本在微米級，加工十分困難且存在徑向磁拉力及切向磁拉力，會導致陀螺整體隨機漂移較大；短路匝傳感器靈敏度較低，裝配工藝要求高工程實現十分復雜，難度很高。動圈式傳感器相對于前兩種傳感器零位死區小、自身干擾力矩低，工程實現方便且與信號執行機構配合使用時可以與信號執行機構做成基本一樣的結構，這樣使得陀螺整體對稱性好，對于高精度陀螺各種近乎苛刻參數性能至關重要。

三浮陀螺儀的結構示意圖如圖1所示，動圈式傳感器結構裝配示意圖如圖2a與圖2b所示，陀螺浮子一般采用圓柱形結構形式，由圖2b可以看到外導磁環5、定子7與陀螺端蓋23粘接在一起固定不動，傳感器轉子6粘接在浮子框架22上。當陀螺浮子相對于陀螺端蓋發生角位移時，傳感器通過電磁感應原理將機械角位移轉化成交流電信號，進而通過控制電路最終反饋到執行單元，由力矩器完成陀螺浮子繞輸出軸角位移的反向校正。因此傳感器轉子一旦發生滲油現象會直接導致陀螺浮子質心發生變化，傳感器及力矩器控制單元并不會對浮子質心變化進行相應補償，陀螺零次項參數輸出會沿著某一斜率發生斜飄，最終導致陀螺精度變差甚至喪失精度功能。

如圖3a、圖3b與圖4所示，現有動圈式傳感器轉子由轉子鋁支架10、轉子線圈11、轉子接線片12及轉子灌封膠層8等共同組成。轉子鋁支架10為環形支架，沿其外周面的周向開設環形凹槽，轉子線圈11沿凹槽的底部繞制在環形支架上，并通過線圈粘接膠9粘接，之后沿轉子線圈11的外周面澆注灌封膠形成轉子灌封膠層8。

如圖8所示，現有動圈式傳感器定子7采取8個磁極與內導磁環粘接方式，粘接要求兩兩相鄰磁極角分誤差小于等于10′，粘接精度由工裝保證。粘接好后在8個磁極分別套上8個定子線圈然后將整個組件封裝在灌封膠內。灌封膠作用是保證定、轉子不變形機械參數穩定。

現有動圈式傳感器裝置主要不足有以下幾方面：