一種角隨機振動傳感器結構的製作方法

2023-12-01 10:58:26

本發明屬於衛星姿態控制領域，涉及一種角隨機振動傳感器結構。

背景技術：

隨著空間對地觀測、雷射通訊、空間攻防等技術發展，對衛星和載荷的定位、跟蹤和指向要求不斷提高，對衛星平臺穩定性控制也不斷提高。衛星微角隨機振動高精度測量與控制是實現衛星平臺與遙感系統等有效載荷高精度高姿態指向的基礎。角隨機振動傳感器在航天領域的應用主要體現在以下四個方面：

①提高地理定位確定精度；

②提高視線跟蹤系統穩定性；

③補償載荷圖像扭曲；

④分析太空飛行器高頻振動原因。

該類型傳感器已得到應用，其主要優點是可以實現寬頻帶、高精度測量，結構簡單，體積小，質量輕、功耗低，交叉軸和線加速度不敏感，無活動部件，可靠性高，環境溫度適應性強，耐衝擊，無機械飽和，非常適合宇航空間使用。

綜合比對目前國內外研製的角隨機振動傳感器，現有傳感器結構技術方案上存主要有以下問題與不足：

(1)工藝實現難度大，成本高；

(2)關鍵部件單獨測試難度大或不可測；

(3)傳感器安裝調試費時費力，傳感器合格率難以控制。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種角隨機振動傳感器結構，能實現分體式布局，該傳感器結構能夠便於安裝調試、部件可分離且可進行單獨組裝調試，工藝可實現，提高可靠性。

本發明所採用的技術方案是：一種角隨機振動傳感器結構，包括：傳感器基座、外殼體、頂座、頂蓋、外導磁桶、內導磁桶、上導磁蓋、下導磁蓋、永磁體、極靴、環形磁流體部件、上電極、下電極、導電柱、變壓器部件、電路板、支撐柱；導電柱沿變壓器部件軸線安裝在變壓器部件內，導電柱兩端分別與極靴固定連接，導電柱、極靴、變壓器部件安裝在內導磁桶內腔；內導磁桶兩端分別與上電極和下電極固定連接，並置於環形磁流體部件內腔；永磁體安裝在極靴上，永磁鐵分別固定在上電極、下電極中部；環形磁流體部件安裝在上電極和下電極之間，環形磁流體部件、上電極和下電極置於外導磁桶內腔；外導磁桶兩端分別固定安裝上導磁蓋、下導磁蓋，傳感器基座安裝在外殼一端，外導磁桶、上導磁蓋、下導磁蓋位於外殼腔內；頂座安裝於外殼體另一端，頂蓋安裝頂座上，與頂座形成空腔，N個電路板通過支撐柱安裝頂座內，N為正整數。

所述傳感器基座一面有用於固定安裝外殼體的凸臺，凸臺下的底座為菱形，兩個對角為尖角，兩個對角為圓弧形；尖角的兩個側面分別與底座的底面互相垂直。

本發明與現有技術相比的優點在於：

(1)本發明為分體式結構布局。該結構布局的主要優點在於傳感器的裝配工藝比較簡便，同時也便於拆卸與更換故障部件，便於傳感器的調試和維修，傳感器的質量可控，提升產品的可靠性；

(2)本發明的各自獨立的部件可進行量化測試控制。獨立的環形磁流體部件，可檢測密封效果和觀測磁流體加注的情況，工藝實現方便，並可作為獨立部件進行性能測試與篩選；獨立的變壓器部件，可進行性能檢測、篩選和匹配；獨立的磁路部件，可對內部磁場分布進行性能測試，便於產品性能標定。

(3)本發明電磁屏蔽效果好且便於安裝精度調整。外殼組件隔離外界磁場對內部磁場的影響；傳感器基座保證了傳感器的固定安裝和安裝精度的調整。

附圖說明

圖1是本發明的主視結構剖視示意圖；

圖2是本發明的變壓器部件示意圖；

圖3是本發明的環形磁流體部件示意圖；

圖4是本發明的外導磁桶示意圖；

圖5是本發明的傳感器基座示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，是本發明的結構示意圖，該角隨機振動傳感器的外形結構是一個封閉式結構，內部為分體式結構布局。一種角隨機振動傳感器結構由殼體組件、環形磁流體組件、磁路組件、變壓器部件14和電路組件各為獨立部件相互連固成一體。其中殼體組件包括傳感器基座1、外殼體2、頂座3和頂蓋4；磁路組件包括：外導磁桶5、內導磁桶6、上導磁蓋7、下導磁蓋8、永磁體12和極靴13。環形磁流體組件包括：環形磁流體部件9、上電極10、下電極11和導電柱17。

變壓器部件14(如圖2所示)和環形磁流體9設於磁路組件中，並與磁路組件相連固；若干個電路板15通過支撐柱設於頂座內，與頂座相連固；磁路組件設於殼體組件內，與殼體組件相連固。導電柱17安裝於變壓器部件14內，連固於兩個極靴13之間，並置於內導磁桶6內腔。內導磁桶6連固於上電極10和下電極11之間，並置於環形磁流體部件9內腔。

環形磁流體部件9(如圖3所示)安裝於上電極10和下電極11之間，並置於外導磁桶5內腔。上電極10和下電極11內分別連固極靴13，兩塊永磁體12分別安裝於極靴13上。兩塊永磁鐵12分別安裝在上電極10和下電極11中部。

上導磁蓋7連固於外導磁桶5和上電極10上，下導磁蓋8連固於外導磁桶5(如圖4所示)和下電極上，形成一個桶腔(內置環形磁流體部件9、內導磁桶6、上電極10、下電極11、極靴13、永磁體12、變壓器部件14和導電柱17)，置於外殼體2內腔中。

如圖5所示，傳感器基座1一面有用於固定安裝外殼體2的凸臺，凸臺下的底座為菱形，兩個對角為尖角，兩個對角為圓弧形；尖角的兩個側面分別與底座的底面互相垂直，提供傳感器三個直角坐標系基準面，並可實現傳感器的固定安裝及安裝精度調整。外殼體2安裝於傳感器基座1上並相連固。頂座3安裝於外殼體2上，若干個電路板15通過支撐柱16設於頂座3內，與頂座3相連固。頂蓋4連固於頂座3上。

本發明的工作原理為：在環形磁流體部件9中填充導電液體，並固定於磁路組件所產生的由中心向外輻射的磁場中心，當傳感器繞軸向有微小角隨機振動時，由於導電液體慣性較大，相對保持不動，則磁場磁力線切割導電液體，從而在環形磁流體部件9上下端面產生感應電動勢，即測量到角隨機振動。

本發明未詳細說明部分屬於本領域技術人員公知技術。