[实用新型]永磁式力矩器

说明书

技术领域

本实用新型属于仪器仪表领域，适合用于陀螺仪、加速度计等惯性测量元件和力矩测量仪等，特别是一种高稳定、高线性度、高对称性和低干扰永磁式力矩器。

背景技术

力矩器一般为分装式结构，含定子和转子两部分，其功能是定、转子之间能产生力矩，使转子相对定子发生偏移。目前完成这一功能的力矩器的结构形式包括：扁环形交流感应力矩器、微动同步器式力矩器、涡流阻尼式力矩器、永磁直流力矩电机和永磁式力矩器。不同结构的力矩器的工作原理及其稳定性、线性度、对称性及干扰力矩是不相同的。陀螺仪、加速度计及高精度力矩测量仪用力矩器的技术要求为：1)高稳定性，＜5x10^-4/℃；2)高线性度，＜0.5％；3)高对称性，＜1％；4)低干扰力矩。针对该技术指标及陀螺仪、加速度计结构体积、环境等的限制，最适合用的力矩器为永磁式力矩器，但对材料特性及结构编制均有特殊要求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高稳定、高线性度、高对称性和低干扰的永磁式力矩器。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种永磁式力矩器，包括定子、转子和导磁环及补偿电路，定子、转子和导磁环同轴、对中安装，定子包括永久磁钢和定子磁环，转子包括载流线圈和线圈骨架，其特征在于：所述定子的永久磁钢表面极性“N、S”交叉均布在定子磁环上，并经工作气隙、导磁环形成闭环直流磁回路；转子的载流线圈串联并反接在线圈骨架上，并处在工作气隙磁场中。

而且，所述补偿电路是在载流线圈电阻R_T、电感L_T支路上并联一由电阻R_W、电容C_W串联的支路。

本实用新型的优点和积极效果是：

本永磁式力矩器整体结构简单，设计科学合理，是一种高稳定、高线性度、高对称性和低干扰永磁式力矩器，特别适用于陀螺仪、加速度计及力矩测试仪等中。

附图说明

图1是本实用新型力矩器立体结构图；

图2是图1定子和导磁环的正面示意图；

图3是图1转子的立体结构示意图；

图4为本实用新型外部补偿电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图、通过具体实施例对本实用新型作进一步详述。以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

本实用新型所涉及的永磁式力矩器，安装时可分成两种形式：一种是载流线圈为转子，永久磁钢及导磁环为定子；一种是载流线圈为定子，永久磁钢及导磁环为转子。永久磁钢和导磁环用来产生直流磁场；载流线圈处在直流磁场中，通电后使转子相对定子产生力矩，发生偏移。本实用新型的实施例采用第一种形式。

一种永磁式力矩器，参见图1，包括定子1、转子2和导磁环3，定子、转子和导磁环同轴、对中安装。定子包括永久磁钢4和定子磁环5，永久磁钢表面极性“N、S”交叉均布在定子磁环上，(本实施例以定子的永久磁钢是四极为例)，经工作气隙6、导磁环形成闭环直流磁回路(见附图2)。转子包括载流线圈7和线圈骨架8(见图3)，载流线圈串联反接在线圈骨架上，并处在工作气隙磁场中。载流线圈通电流后产生力矩，使转子相对定子发生偏转。转子要求材料不含铁磁性杂质以防止转子被磁化而影响力矩特性，以及转子被定子吸附而产生干扰力矩。定、转子对中安装要求定子永久磁钢产生的直流磁场中心对中转子载流线圈，从几何结构上就是永久磁钢中心和载流线圈轴向边对中。

依据结构体积限制和永磁式力矩器标度因数的要求，定子的永久磁钢又可分为2极、4极、6极、8极……等结构。极对数越多，标度因数越大，但工作的线性区域范围相对减少；也就是永久磁钢的周向宽度相对减少，载流线圈所处的磁场均匀范围相对变窄，会影响标度因数的线性度。永磁式力矩器输出特性为：