[发明专利]一种非接触式光纤光栅角量传感器及测试方法

权利要求书

1.一种非接触式光纤光栅角量传感器，包括磁栅盘和磁头探测单元；

所述的磁头探测单元由塑料外壳、缓震泡沫、录磁磁头、环氧树脂、金属套管、锥型管、光纤光栅和光纤连接器组成；

所述的磁栅盘包括磁栅尺和转盘；

所述的磁栅尺均匀分布转盘一周；

所述的光纤光栅顺次穿过锥型管、金属套管、塑料外壳和缓震泡沫的中心与录磁磁头连接；所述的录磁磁头与缓震泡沫连接并位于缓震泡沫正上方；所述的塑料外壳为环形结构，置于缓震泡沫外围；所述录磁磁头位于塑料外壳的中心位置。

2.根据权利要求1所述的一种非接触式光纤光栅角量传感器，其特征在于，所述的录磁磁头是永磁体；所述的录磁磁头是单磁头或双磁头。

3.根据权利要求2所述的一种非接触式光纤光栅角量传感器，其特征在于，所述的录磁磁头为双磁头，双磁头相位差为90°。

4.根据权利要求1所述的一种非接触式光纤光栅角量传感器，其特征在于，所述的锥型管、金属套管和塑料外壳顺次通过环氧树脂固定连接；所述的缓震泡沫与录磁磁头通过环氧树脂固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种非接触式光纤光栅角量传感器，其特征在于，所述的锥型管、金属套管和塑料外壳的几何中心位置设有通孔，通孔直径0.25mm-3mm。

6.根据权利要求4所述的一种非接触式光纤光栅角量传感器，其特征在于，所述的光纤光栅与光纤连接器固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种非接触式光纤光栅角量传感器，其特征在于，所述的磁栅尺的形状为圆形、椭圆形或多边形；所述的转盘形状为圆形、椭圆形、长方形或正方形。

8.根据权利要求7所述的一种非接触式光纤光栅角量传感器，其特征在于，所述的磁栅尺为圆形磁栅尺，所述的转盘为圆形转盘。

9.一种非接触式光纤光栅角量传感器的测试方法，该方法采用权利要求1所述的一种非接触式光纤光栅角量传感器，其特征在于，通过下式计算旋转物体的角量：

Δλ_B＝υ*(F₀sinθ-mg)

其中：

μ＝0或1，0代表正弦，1代表余弦，F₀为录磁磁头与磁栅尺之间的最大作用力幅值，R为磁栅尺半径，λ_m为磁栅周期，C为弹性模量，A为光纤光栅截面积，p_e为有效弹光常数，λ_B为光纤光栅反射波长；Δλ_B为波长移位量，m是磁头的质量；g是引力常数；θ为角量；Δθ为角量的变化量；υ为角速度；

对磁栅尺与录磁磁头间的作用力的最大值F₀进行计数，得到旋转物体的角量。