一种角随机振动传感器结构的制作方法

本发明属于卫星姿态控制领域，涉及一种角随机振动传感器结构。

背景技术：

随着空间对地观测、激光通讯、空间攻防等技术发展，对卫星和载荷的定位、跟踪和指向要求不断提高，对卫星平台稳定性控制也不断提高。卫星微角随机振动高精度测量与控制是实现卫星平台与遥感系统等有效载荷高精度高姿态指向的基础。角随机振动传感器在航天领域的应用主要体现在以下四个方面：

①提高地理定位确定精度；

②提高视线跟踪系统稳定性；

③补偿载荷图像扭曲；

④分析航天器高频振动原因。

该类型传感器已得到应用，其主要优点是可以实现宽频带、高精度测量，结构简单，体积小，质量轻、功耗低，交叉轴和线加速度不敏感，无活动部件，可靠性高，环境温度适应性强，耐冲击，无机械饱和，非常适合宇航空间使用。

综合比对目前国内外研制的角随机振动传感器，现有传感器结构技术方案上存主要有以下问题与不足：

(1)工艺实现难度大，成本高；

(2)关键部件单独测试难度大或不可测；

(3)传感器安装调试费时费力，传感器合格率难以控制。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种角随机振动传感器结构，能实现分体式布局，该传感器结构能够便于安装调试、部件可分离且可进行单独组装调试，工艺可实现，提高可靠性。

本发明所采用的技术方案是：一种角随机振动传感器结构，包括：传感器基座、外壳体、顶座、顶盖、外导磁桶、内导磁桶、上导磁盖、下导磁盖、永磁体、极靴、环形磁流体部件、上电极、下电极、导电柱、变压器部件、电路板、支撑柱；导电柱沿变压器部件轴线安装在变压器部件内，导电柱两端分别与极靴固定连接，导电柱、极靴、变压器部件安装在内导磁桶内腔；内导磁桶两端分别与上电极和下电极固定连接，并置于环形磁流体部件内腔；永磁体安装在极靴上，永磁铁分别固定在上电极、下电极中部；环形磁流体部件安装在上电极和下电极之间，环形磁流体部件、上电极和下电极置于外导磁桶内腔；外导磁桶两端分别固定安装上导磁盖、下导磁盖，传感器基座安装在外壳一端，外导磁桶、上导磁盖、下导磁盖位于外壳腔内；顶座安装于外壳体另一端，顶盖安装顶座上，与顶座形成空腔，N个电路板通过支撑柱安装顶座内，N为正整数。

所述传感器基座一面有用于固定安装外壳体的凸台，凸台下的底座为菱形，两个对角为尖角，两个对角为圆弧形；尖角的两个侧面分别与底座的底面互相垂直。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明为分体式结构布局。该结构布局的主要优点在于传感器的装配工艺比较简便，同时也便于拆卸与更换故障部件，便于传感器的调试和维修，传感器的质量可控，提升产品的可靠性；

(2)本发明的各自独立的部件可进行量化测试控制。独立的环形磁流体部件，可检测密封效果和观测磁流体加注的情况，工艺实现方便，并可作为独立部件进行性能测试与筛选；独立的变压器部件，可进行性能检测、筛选和匹配；独立的磁路部件，可对内部磁场分布进行性能测试，便于产品性能标定。

(3)本发明电磁屏蔽效果好且便于安装精度调整。外壳组件隔离外界磁场对内部磁场的影响；传感器基座保证了传感器的固定安装和安装精度的调整。

附图说明

图1是本发明的主视结构剖视示意图；

图2是本发明的变压器部件示意图；

图3是本发明的环形磁流体部件示意图；

图4是本发明的外导磁桶示意图；

图5是本发明的传感器基座示意图。

具体实施方式

如图1所示，是本发明的结构示意图，该角随机振动传感器的外形结构是一个封闭式结构，内部为分体式结构布局。一种角随机振动传感器结构由壳体组件、环形磁流体组件、磁路组件、变压器部件14和电路组件各为独立部件相互连固成一体。其中壳体组件包括传感器基座1、外壳体2、顶座3和顶盖4；磁路组件包括：外导磁桶5、内导磁桶6、上导磁盖7、下导磁盖8、永磁体12和极靴13。环形磁流体组件包括：环形磁流体部件9、上电极10、下电极11和导电柱17。

变压器部件14(如图2所示)和环形磁流体9设于磁路组件中，并与磁路组件相连固；若干个电路板15通过支撑柱设于顶座内，与顶座相连固；磁路组件设于壳体组件内，与壳体组件相连固。导电柱17安装于变压器部件14内，连固于两个极靴13之间，并置于内导磁桶6内腔。内导磁桶6连固于上电极10和下电极11之间，并置于环形磁流体部件9内腔。

环形磁流体部件9(如图3所示)安装于上电极10和下电极11之间，并置于外导磁桶5内腔。上电极10和下电极11内分别连固极靴13，两块永磁体12分别安装于极靴13上。两块永磁铁12分别安装在上电极10和下电极11中部。

上导磁盖7连固于外导磁桶5和上电极10上，下导磁盖8连固于外导磁桶5(如图4所示)和下电极上，形成一个桶腔(内置环形磁流体部件9、内导磁桶6、上电极10、下电极11、极靴13、永磁体12、变压器部件14和导电柱17)，置于外壳体2内腔中。

如图5所示，传感器基座1一面有用于固定安装外壳体2的凸台，凸台下的底座为菱形，两个对角为尖角，两个对角为圆弧形；尖角的两个侧面分别与底座的底面互相垂直，提供传感器三个直角坐标系基准面，并可实现传感器的固定安装及安装精度调整。外壳体2安装于传感器基座1上并相连固。顶座3安装于外壳体2上，若干个电路板15通过支撑柱16设于顶座3内，与顶座3相连固。顶盖4连固于顶座3上。

本发明的工作原理为：在环形磁流体部件9中填充导电液体，并固定于磁路组件所产生的由中心向外辐射的磁场中心，当传感器绕轴向有微小角随机振动时，由于导电液体惯性较大，相对保持不动，则磁场磁力线切割导电液体，从而在环形磁流体部件9上下端面产生感应电动势，即测量到角随机振动。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。