一种新型电磁加速度计结构制造技术

本发明专利技术涉及一种新型电磁加速度计结构，包括石英摆片组件、导磁环组件和壳体组件。电磁加速度计结构为推挽式。力矩器线圈组件和导磁环组件是成对使用，镜像对称安装在石英摆片的上下方。上下导磁环组件通过连接环采用激光焊接的方法连接在一起。每个导磁环组件的内腔自导磁环中心轴依次同轴安装热磁补偿环、永磁辐射环和电磁屏蔽环。本发明专利技术是在小型永磁辐射环研制成功的基础上设计的一种新型电磁加速度计结构。具有工作气隙磁场均匀、轴向平滑区大、石英摆片区域漏磁低及抗冲击性强的特点。因此可降低加速度计的偏置、提高测试量程和稳定性。适用于高精度惯导制导测量系统及大量程加速度测量和抗冲击需求的场合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测量仪表领域中的电磁加速度计，特别是一种适用于高精度惯导制导测量系统及大量程加速度测量和抗冲击需求的的电磁加速度计。
技术介绍
目前，电磁加速度计结构在美国专利(专利号4250757)中有详细介绍，其结构形式见图1所示。它包括导磁环1、热磁补偿环2、圆柱形永磁体3、导磁板4、石英摆片5、力矩线圈6、力矩线圈骨架7。导磁环、热磁补偿环、圆柱形永磁体和导磁板组成导磁环组件。石英摆片、力矩器线圈和线圈骨架组成石英摆片组件。导磁环组件成对使用同轴镜像对称安装，在两导磁环组件之间安装石英摆片组件。上下导磁环组件之间的连接采用的是环氧树脂胶。由于上述电磁加速度计采用的是圆柱形永磁体,产生的磁场方向为轴向，而电磁力需要磁场方向为径向，因此通过导磁板改变成径向磁场，考虑到气隙磁场强度，一般导磁板设计比较薄。这种电磁加速度计机构存在以下几方面局限性1、永磁体采用轴向充磁结构，磁场方向指向石英摆片(沿加速度计敏感轴方向)，即使导磁板改变了磁场方向成径向，但石英摆片组件所处位置仍有一定的漏磁场。上下漏磁场不一致，可引起磁偏置，对石英摆片组件会产生电磁干扰力矩，增大加速度计的偏置。只有两永磁体充磁磁感应强度完全一致时，该影响才可避免，但实际工作中很难控制。2、为提高磁感应强度，导磁板的厚度不能很大，工作气隙磁感应强度平滑区就会受到限制，有可能使部分力矩器线圈工作在气隙磁感应强度非平滑区，这样石英摆片组件运动产生的“增减磁效应”会增大加速度计的非线性，影响分辨率的提高和稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型电磁加速度计结构。本专利技术解决其技术问题是通过以下技术方案实现的一种新型电磁加速度计结构，包括石英摆片组件和导磁环组件，石英摆片组件含石英摆片和力矩器线圈组件，力矩器线圈组件和导磁环组件成对使用，镜像对称安装在石英摆片的上下方，其特征在于导磁环组件含导磁环、永磁辐射环、磁屏蔽环和热磁补偿环，每个导磁环组件的内腔自导磁环中心轴依次同轴安装热磁补偿环、永磁辐射环和磁屏蔽环。而且，在导磁环内腔中心轴上同轴安装的永磁辐射环为径向充磁的永磁辐射环。而且，所述的两个导磁环组件通过连接环激光焊接在一起，该连接环设置在两个导磁环连接处的外侧，即在导磁环的外圆面开槽，使连接环陷入槽中，两个外圆面对齐再焊接固装。而且，所述的热磁补偿环位于永磁辐射环的下方，磁屏蔽环位于永磁辐射环的上方。本专利技术的优点和有益效果为1、本电磁加速度计在导磁环内腔中心轴上同轴安装的永磁体为径向充磁的永磁辐射环。永磁辐射环采用径向充磁可直接满足径向磁场的需求，不需要用导磁板进行磁场变向。永磁体在满足工作气隙磁感应强度需求的情况下，增大了工作气隙磁感应强度的平滑区，可有效降低石英摆片组件运动带来了的“增减磁效应”，进而降低非线性及干扰力矩，提高加速度计分辨率、降低偏置。2、本电磁加速度计中的永磁辐射环直接产生的径向磁场,在轴向不可避免有少量漏磁，为降低其对石英摆片组件的影响，在永磁辐射环上方的导磁环中心轴上同轴安装了磁屏蔽环，从理论上可完全消除漏磁场，因此可消除漏磁场对石英摆片组件中可能存在磁介质造成的吸力，降低加速度计偏值，提高分辨率。3、本电磁加速度计的磁场结构还有利于工作气隙磁场强度均匀性的提高、增大轴向平滑区，可提高加速度测量范围。4、本电磁加速度计的两个导磁环组件之间的连接，采用了通过连接环激光焊接在一起，该激光焊接有利于增强加速度计的抗冲击性和抗振动性。5、本专利技术是一种设计科学、结构合理的电磁加速度计，本加速度计具有分辨率高、偏值低、稳定高和抗冲击性强等优点，适用于高精度惯导制导测量系统及大量程加速度测量和抗冲击需求的场合。附图说明图1是目前电磁加速度计二维轴剖图；图2是本专利技术提出的新型电磁加速度计结构二维轴剖图。图中1.导磁环；2.热磁补偿环；3.圆柱形永磁体；4.导磁板；5.石英摆片；6.力矩线圈；7.力矩线圈骨架；8.热磁补偿环；9.永磁辐射环；10.磁屏蔽环；11.连接环；12.激光焊接。具体实施例方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。一种新型电磁加速度计结构，包括石英摆片组件和导磁环组件，石英摆片组件和导磁环组件安装在壳体组件(图中未示出)内。石英摆片组件含石英摆片5和力矩器线圈组件，力矩器线圈组件包括力矩线圈6和力矩线圈骨架7，力矩线圈等距、平行缠绕在力矩线圈骨架外圆面形成力矩器线圈组件，力矩器线圈组件和导磁环组件成对使用，镜像对称安装在石英摆片的上下方，力矩线圈引线由石英摆片上的镀金膜引出端引出。导磁环组件为两个圆筒形的柱体。两个导磁环组件同轴镜像对称安装在石英摆片组件的上方和下方。导磁环组件含导磁环、永磁辐射环、磁屏蔽环和热磁补偿环,每个导磁环组件的内腔自导磁环中心轴均依次同轴安装热磁补偿环8、永磁辐射环9和磁屏蔽环10。热磁补偿环、永磁辐射环和磁屏蔽环均位于力矩器线圈组件内侧。永磁辐射环为径向充磁。为保证装配精度，先将热磁补偿环安装到永磁辐射环上，形成组件后再安装到导磁环上。热磁补偿环用于补偿因温度变化带来的永磁辐射环磁场变化。在永磁辐射环的上方同轴安装磁屏蔽环，用于屏蔽永磁辐射环在轴向方向上可能存在的漏磁。两个导磁环组件通过连接环11激光焊接12在一起，该连接环设置在两个导磁环连接处的外侧。为保证连接环位置精度，在导磁环外圆上开有安装槽，使连接环陷入到槽中，外圆与导磁环外圆对齐再焊接。本电磁加速度计的工作原理为径向充磁的永磁辐射环产生径向磁场，与导磁环构成闭环磁回路。石英摆片组件上的力矩器线圈位于闭环磁回路工作气隙磁场中。为降低共模影响，采用推挽式镜像对称结构。除石英摆片外，其它部件或零件成对使用。石英摆片上下表面沉积环形电极，与上下对应的导磁环端面形成差动电容敏感器。石英摆片上的力矩器线圈与导磁环组件形成力矩器。当施加加速度时，石英摆片组件上的检测质量产生惯性力矩，偏移“零位”中心位置，差动电容敏感器敏感偏移的位移量，经力反馈回路形成与位移成正比的电流作用到力矩线圈中，产生电磁力矩使检测质量恢复到“零位”中心位置。力矩线圈中的力矩电流反映了加速度的大小和方向，实现了加速度计的输出。权利要求1.一种新型电磁加速度计结构，包括石英摆片组件和导磁环组件，石英摆片组件含石英摆片和力矩器线圈组件，力矩器线圈组件和导磁环组件成对使用，镜像对称安装在石英摆片的上下方，其特征在于导磁环组件含导磁环、永磁辐射环、磁屏蔽环和热磁补偿环，每个导磁环组件的内腔自导磁环中心轴依次同轴安装热磁补偿环、永磁辐射环和磁屏蔽环。2.根据权利要求1所述的新型电磁加速度计结构，其特征在于在导磁环内腔中心轴上同轴安装的永磁辐射环为径向充磁的永磁辐射环。3.根据权利要求1所述的新型电磁加速度计结构，其特征在于所述的两个导磁环组件通过连接环激光焊接在一起，该连接环设置在两个导磁环连接处的外侧，即在导磁环的外圆面开槽，使连接环陷入槽中，两个外圆面对齐再焊接固装。4.根据权利要求1所述的新型电磁加速度计结构，其特征在于所述的热磁补偿环位于永磁辐射环的下方，磁屏蔽环位于永磁辐射环的上方。全文摘要本专利技术涉及一种新型电磁加速度计结构，包括石英摆片组件、导磁环组件和壳体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型电磁加速度计结构，包括石英摆片组件和导磁环组件，石英摆片组件含石英摆片和力矩器线圈组件，力矩器线圈组件和导磁环组件成对使用，镜像对称安装在石英摆片的上下方，其特征在于：导磁环组件含导磁环、永磁辐射环、磁屏蔽环和热磁补偿环，每个导磁环组件的内腔自导磁环中心轴依次同轴安装热磁补偿环、永磁辐射环和磁屏蔽环。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓东，聂鲁燕，李德才，于洪宇，赵丙权，贾子奇，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零七研究所，
类型：发明
国别省市：