The scale factor measurement method of variable-speed tilting momentum wheel tilting angle sensor using space rotating moment involves the technical field of measuring the physical parameters of variable-speed tilting momentum wheel motion. The object of the present invention is to solve the problem that the existing method has low measurement accuracy for the scale factor of the tilt angle sensor. Technical essentials: the establishment of coordinate system and the layout of tilt angle sensor, the construction of tilt angle measurement equation, the application of spatial rotation moment and recording of tilt angle sensor data, effective data processing based on sensor threshold and ellipse fitting. The method utilizes the permanent magnet embedded in the inner side of the rotor and two pairs of orthogonally arranged torquer coils fixed on the support frame to generate spatial rotation moment, and adopts threshold processing in the subsequent data processing process, which maximizes the effective utilization rate of sensor data and reduces the influence of non-linear factors of the sensor, and realizes the scale factor of the tilt angle sensor. Accurate measurement.
【技术实现步骤摘要】
采用空间旋转力矩的变速倾侧动量轮倾侧角传感器标度因数测量方法
本专利技术涉及变速倾侧动量轮运动物理参数测量
，具体涉及一种采用空间旋转力矩的变速倾侧动量轮倾侧角传感器标度因数测量方法。
技术介绍
变速倾侧动量轮通过控制一个扁平转子体角动量幅值和指向变化，能够实现三轴姿控力矩输出功能，其应用将很大程度地提高微小航天器姿控系统的集成度和效率，减小系统的质量、体积、功耗和研制成本。为实现角动量指向的受控变化，需在实现回转式挠性支撑框架的基础上搭建倾侧控制回路，包括转子体、力矩器、倾侧角传感器及倾侧回路控制器。其中，力矩器由嵌入在转子体内侧的永磁体和固定于支撑框架上的力矩器线圈构成，力矩器线圈采用两对线圈正交排布的形式，每个力矩输出自由度通过线圈和永磁体产生的力偶矩实现倾侧运动，其倾侧角由转子体外部的非接触式倾侧角传感器实现测量。目前，文献中报道针对该机构的倾侧角测量主要有两种方法：赤道三角形法和非接触式位移传感器法。赤道三角形法是指在转子体外表面加工三角形型面，用两对小型感应式传感器来检测转过该三角形型面边缘的电流脉冲，通过标定转过相邻边缘的时间而获得倾侧角度。该...
【技术保护点】
1.一种采用空间旋转力矩的变速倾侧动量轮倾侧角传感器标度因数测量方法，其特征在于，所述方法的实现过程为：步骤一、坐标系建立与倾侧角传感器布局根据两对固定于支撑框架上正交排布的力矩器线圈，确定力矩器施加力偶矩的矢量方向TXOTY，进而可以确定非接触式位移传感器坐标系OXYZ，按照确定的传感器坐标系依次正交对称布局传感器探头A、B、C、D；其中，传感器安装平面与固定支承框架固连，位于转子体上表面外侧，传感器A、C配合测量沿OX轴倾侧角φX，传感器B、D配合测量沿OY轴倾侧角φY；倾侧动量轮转子体由回转式挠性结构支撑，可实现两维倾侧运动；在转子体下方设置精密加装的机械限位机构，限...
【技术特征摘要】
1.一种采用空间旋转力矩的变速倾侧动量轮倾侧角传感器标度因数测量方法，其特征在于，所述方法的实现过程为：步骤一、坐标系建立与倾侧角传感器布局根据两对固定于支撑框架上正交排布的力矩器线圈，确定力矩器施加力偶矩的矢量方向TXOTY，进而可以确定非接触式位移传感器坐标系OXYZ，按照确定的传感器坐标系依次正交对称布局传感器探头A、B、C、D；其中，传感器安装平面与固定支承框架固连，位于转子体上表面外侧，传感器A、C配合测量沿OX轴倾侧角φX，传感器B、D配合测量沿OY轴倾侧角φY；倾侧动量轮转子体由回转式挠性结构支撑，可实现两维倾侧运动；在转子体下方设置精密加装的机械限位机构，限制了转子体的最大倾侧角度，并保证转子体倾侧的全部工作范围都在位移传感器的测量量程之内；步骤二、构建倾侧角测量方程在传感器出厂标定条件下测量的φX为其中，r为倾侧动量轮转子体中心轴线与传感器探头中心的径向距离，Q为传感器量程，M为传感器输出电信号最大值，LC、LA为传感器C、A探头与转子体上表面间距离，VC、VA为传感器C、A输出电压，NC、NA为传感器C、A探头轴向安装初始偏移，满足由于转子体倾侧角度小于5度，因此上述式(1)可进一步简化为其中，理想条件下的标度因数为然而，在实际工作条件下，由于被测转子体表面条件及使用环境的差别，实际的标度因数会发生较大变化，于是得到实际工作条件下的倾侧角测量方程为φX＝kX(VC-VA)+νX(4)其中，kX为实际工作条件下倾侧角φX的传感器标度因数，νX为常值偏移，kX和νX均需要通过实验进行测量和标定；同理，φY＝kY(VD-VB)+νY(5)其中，kY为实际工作条件下倾侧角φY的传感器标度因数，νY为常值偏移，kY和νY均需要通过实验进行测量和标定；步骤三、施加空间旋转力矩并记录倾侧角传...
【专利技术属性】
技术研发人员：霍鑫，刘思源，崔凯，赵辉，章国江，杨宝庆，陈松林，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23
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