直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器，包括殼體、所述的殼體的中心設有一水平轉(zhuǎn)軸，其特征在于：外定子鐵心安裝固定在殼體內(nèi)，外定子的鐵心繞組槽內(nèi)設置有輸出繞組，內(nèi)定子鐵心內(nèi)嵌入永磁磁鋼，杯形轉(zhuǎn)子固定并安裝在外定子鐵心與內(nèi)定子鐵心的氣隙間，杯形轉(zhuǎn)子通過活動套與轉(zhuǎn)軸固定連接，轉(zhuǎn)軸通過兩個軸承安裝在殼體上，外定子的鐵心繞組的軸線與內(nèi)定子鐵心內(nèi)嵌入永磁磁鋼的磁軸互相正交。本實用新型與整個全采用永磁磁鋼的內(nèi)定子結(jié)構相比，具有更高的靈敏度，且輸出電動勢與旋轉(zhuǎn)加速度一一對應，精度高，而且，結(jié)構簡單；由于傳感器與傳動系統(tǒng)同軸相聯(lián)，旋轉(zhuǎn)加速度信號獲取直接。
【專利說明】直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種傳感器，具體涉及一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器。

【背景技術】
[0002]旋轉(zhuǎn)(角)加速度測量是機械量測量中的最常見測量之一，公知的永磁式旋轉(zhuǎn)(角)加速度其內(nèi)定子整體采用永磁磁鋼，由于永磁磁鋼磁阻很大，交軸直軸磁阻相等，而由旋轉(zhuǎn)角加速度在杯形轉(zhuǎn)子中所產(chǎn)生的感應電勢大小有限，所以，該電勢產(chǎn)生的電流而產(chǎn)生的磁通會很小，從而在輸出繞組中產(chǎn)生的感應電勢會很小，傳感器的靈敏度很低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器，具有更高的靈敏度，即在同一旋轉(zhuǎn)角加速度的情況下當輸出繞組匝數(shù)不變時，輸出繞組中能輸出更大的感應電勢。
[0004]一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器，包括殼體、底座、所述的殼體的中心設有一水平轉(zhuǎn)軸，殼體固定在底座上，外定子鐵心安裝固定在殼體內(nèi)，外定子的鐵心繞組槽內(nèi)設置有輸出繞組，內(nèi)定子鐵心內(nèi)嵌入永磁磁鋼，杯形轉(zhuǎn)子固定并安裝在外定子鐵心與內(nèi)定子鐵心的氣隙間，杯形轉(zhuǎn)子通過活動套與轉(zhuǎn)軸固定連接，轉(zhuǎn)軸通過兩個軸承安裝在殼體上，外定子的輸出繞組的軸線(直軸)與內(nèi)定子鐵心內(nèi)嵌入永磁磁鋼的磁軸(交軸)互相正交。
[0005]另第二種形式:所述的永磁磁鋼嵌入外定子鐵心，輸出繞組設置在外定子鐵心內(nèi)，外定子的輸出繞組的軸線(直軸)與嵌入外定子鐵心的永磁磁鋼的磁軸(交軸)互相正交。定子鐵心外設有非鐵磁材料固定套，該套與底座固定。
[0006]另第三種形式:所述的永磁磁鋼嵌入外定子鐵心，輸出繞組設置在內(nèi)定子鐵心內(nèi)，內(nèi)定子鐵心的輸出繞組的軸線(直軸)與嵌入外定子鐵心的永磁磁鋼的磁軸(交軸)互相正交。定子鐵心外設有非鐵磁材料固定套，該套與底座固定。
[0007]所述的轉(zhuǎn)軸采用不銹鋼材料制作，所述的殼體采用鐵磁材料制作，定子鐵心采用硅鋼片，所述的輸出繞組采用銅電磁線，所述的杯形轉(zhuǎn)子繞組采用電阻率小的銅或鋁。
[0008]有益效果:由于傳感器的直軸、交軸磁阻不同，所以與整個全采用永磁磁鋼的內(nèi)定子結(jié)構相比，具有更高的靈敏度，且輸出電動勢與旋轉(zhuǎn)(角)加速度一一對應，精度高，而且，結(jié)構簡單；由于傳感器與傳動系統(tǒng)同軸相聯(lián)，旋轉(zhuǎn)(角)加速度信號獲取直接，因此，使用方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的結(jié)構示意圖；
[0010]圖2為實施例1的結(jié)構示意圖；
[0011]圖3為實施例2的結(jié)構示意圖；
[0012]圖4為實施例3的結(jié)構示意圖。

【具體實施方式】
[0013]實施例1，如圖1、圖2所示，一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器，包括殼體2、所述的殼體的中心設有一水平轉(zhuǎn)軸1，外定子鐵心3安裝固定在殼體2內(nèi)，外定子的鐵心繞組槽內(nèi)設置有輸出繞組6，內(nèi)定子鐵心4內(nèi)嵌入永磁磁鋼7，杯形轉(zhuǎn)子5固定并安裝在外定子鐵心與內(nèi)定子鐵心的氣隙間，杯形轉(zhuǎn)子通過活動套與轉(zhuǎn)軸固定連接，轉(zhuǎn)軸通過兩個軸承安裝在殼體上，外定子中的輸出繞組的軸線(直軸)與內(nèi)定子鐵心內(nèi)嵌入永磁磁鋼的磁軸(交軸)互相正交。
[0014]實施例2，如圖1、圖3所示，一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器，包括殼體2、所述的殼體的中心設有一水平轉(zhuǎn)軸1，外定子鐵心3外設有非鐵磁材料固定套8，該套安裝固定在殼體2內(nèi)，所述的永磁磁鋼7嵌入外定子鐵心3，輸出繞組6設置在外定子鐵心3內(nèi)，外定子中的輸出繞組的軸線(直軸)與嵌入外定子鐵心的永磁磁鋼的磁軸(交軸)互相正交，杯形轉(zhuǎn)子固定并安裝在外定子鐵心與內(nèi)定子鐵心4的氣隙間,杯形轉(zhuǎn)子5通過活動套與轉(zhuǎn)軸I固定連接，轉(zhuǎn)軸I通過兩個軸承安裝在殼體2上。
[0015]實施例3，如圖1、圖4所示，一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器，包括殼體2、所述的殼體的中心設有一水平轉(zhuǎn)軸1，外定子鐵心3外設有非鐵磁材料固定套8，該套安裝固定在殼體2內(nèi)，所述的永磁磁鋼7嵌入外定子鐵心3，輸出繞組6設置在內(nèi)定子鐵心4內(nèi)，內(nèi)定子鐵心中的輸出繞組的軸線(直軸)與嵌入外定子鐵心的永磁磁鋼的磁軸(交軸)互相正交。杯形轉(zhuǎn)子固定并安裝在外定子鐵心與內(nèi)定子鐵心的氣隙間，杯形轉(zhuǎn)子5通過活動套與轉(zhuǎn)軸I固定連接，轉(zhuǎn)軸I通過兩個軸承安裝在殼體2上。
[0016]其工作原理如下:以實例一為例,永磁勵磁磁鋼嵌于內(nèi)定子鐵心中，輸出繞組嵌于外定子鐵心中，且輸出繞組的繞組軸線與永磁磁鋼的磁場方向互相正交，兩定子鐵心間構成了氣隙磁場，杯形轉(zhuǎn)子繞組位于內(nèi)外定子鐵心間的氣隙內(nèi)與定子同心，杯形轉(zhuǎn)子與傳感器轉(zhuǎn)軸聯(lián)接可相對于定子作旋轉(zhuǎn)運動。設輸出繞組的軸線為直軸，則永磁磁鋼軸線為交軸，磁力線通過內(nèi)定子時，直軸方向的磁阻主要由內(nèi)定子鐵心的鐵磁材料的磁阻決定，交軸方向的磁阻主要則由內(nèi)定子中的永磁磁鋼磁阻決定，所以，直軸的磁阻遠小于交軸的磁阻。工作時，傳感器轉(zhuǎn)軸與被測系統(tǒng)的傳動軸同軸聯(lián)接。如被測系統(tǒng)的傳動軸作恒轉(zhuǎn)速運動，杯形轉(zhuǎn)子也作恒轉(zhuǎn)速運動，則杯形轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生電勢，此電勢產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流，轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生磁場，此時，該磁場磁勢幅值恒定，定子輸出繞組電勢為零；如被測系統(tǒng)的傳動軸作非恒轉(zhuǎn)速運動，即存在旋轉(zhuǎn)(角)加速度，則杯形轉(zhuǎn)子也作非恒轉(zhuǎn)速運動，由于，勵磁磁場恒定，則杯形轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生的電勢大小與系統(tǒng)的非恒轉(zhuǎn)速運動的轉(zhuǎn)速相對應，此電勢產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流，從而杯形轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生隨時間變化的電流，該轉(zhuǎn)子電流所產(chǎn)生磁場磁勢幅值也隨時間變化，該磁勢幅值隨時間變化的磁場與定子輸出繞組交鏈，從而在定子輸出繞組中產(chǎn)生輸出電勢，該輸出電勢與系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速變化相對應。而且，由于交軸磁阻遠比直軸磁阻大，所以，輸出繞組中產(chǎn)生的感應電動勢與整個內(nèi)定子都由永磁磁鋼構成的情況相比，對應于同一輸出繞組匝數(shù)、同一磁場強度、同一旋轉(zhuǎn)角加速度，則直軸、交軸磁阻不同的結(jié)構能輸出更大的輸出電動勢，即靈敏度提高。
【權利要求】
1.直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器，其基本型:包括殼體、所述的殼體的中心設有一水平轉(zhuǎn)軸，其特征在于:外定子鐵心安裝固定在殼體內(nèi)，外定子的鐵心繞組槽內(nèi)設置有輸出繞組，內(nèi)定子鐵心內(nèi)嵌入永磁磁鋼，杯形轉(zhuǎn)子安裝在外定子鐵心與內(nèi)定子鐵心的氣隙間，杯形轉(zhuǎn)子通過活動套與轉(zhuǎn)軸固定連接，轉(zhuǎn)軸通過兩個軸承安裝在殼體上，夕卜定子的輸出繞組的軸線與內(nèi)定子鐵心內(nèi)嵌入永磁磁鋼的磁軸互相正交；輸出繞組的內(nèi)定子鐵心為鐵磁材料。
2.根據(jù)權利要求1所述的直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器，其特征在于:所述的永磁磁鋼嵌入外定子鐵心，輸出繞組設置在外定子鐵心內(nèi)，外定子鐵心外設有非鐵磁材料固定套，該套安裝固定在殼體內(nèi)，外定子的輸出繞組的軸線與嵌入外定子鐵心的永磁磁鋼的磁軸互相正交。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器，其特征在于:所述的永磁磁鋼嵌入外定子鐵心，輸出繞組設置在內(nèi)定子鐵心內(nèi)，外定子鐵心外設有非鐵磁材料固定套，該套安裝固定在殼體內(nèi)，內(nèi)定子鐵心的輸出繞組的軸線與嵌入外定子鐵心的永磁磁鋼的磁軸互相正交。
4.根據(jù)權利要求1所述的直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)軸采用不銹鋼材料制作。
5.根據(jù)權利要求1所述的直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器，其特征在于:所述的殼體采用鐵磁材料制作。
6.根據(jù)權利要求1所述的直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器，其特征在于:定子鐵心采用硅鋼片。
7.根據(jù)權利要求1所述的直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器，其特征在于:所述的輸出繞組采用銅電磁線。
8.根據(jù)權利要求1所述的直軸與交軸磁阻不等的永磁旋轉(zhuǎn)角加速度傳感器，其特征在于:所述的杯形轉(zhuǎn)子繞組采用電阻率小的銅或鋁。
【文檔編號】G01P15/08GK204065130SQ201420310806
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年6月11日 優(yōu)先權日:2014年6月11日
【發(fā)明者】馮浩, 趙浩, 丁立軍 申請人:杭州電子科技大學