一种磁流体陀螺的设计研究.pdfVIP

第26卷 第 11期 传 感 技 术 学 报 Vo1．26 No．11 2013年 11月 CHINESEJOURNALOF SENSORSANDACTUATORS NOV．2013 Research onDesign ofM agnetofluidGyrosco YUXiang，LIXinJei，XUMen~ie，WANGLiping，LIANGSixia (StateKeyLaboratoryofPrecisionMeasuringTechnologyandInstruments，TianfinUniversity，Tianfin300072，China) Abstract：New magnetofluid gyroscopehasmany good qualitiesinvolving large bandwidth，compactsize，light weight，long life，shock resistance．Itisan idealsensorwidelyused in measurementofsatellitemicro angle vibration．Inthefieldofnoah—seekingandsmallUAV，italsohaswideapplicationprospects．A designideaofmag— netofluidgyroscopeisproposed．Byanalyzingitsworkingprincipal，amechanicalstructurewhichmeetsthedemands of the sensing theory is designed．The sturcture fbrms a closed magnetic circuit and constitutes a magnetonuidchanne1whosetopandbottomareinsulativeandinteriorandexteriorareconductive．A signalprocessing circuitwhosenoise hasbeen analyzed containslow noiseamplifiers．Thecircuitcan restricttheoutputsignal infuenceexertedbybackgroundnoiseinadoptablerange．A prototypedesignedbythisidea istested．Theresult showsthatthismagnetofluidgyroscopecan senseanglevibrationwithnonlinearerrorwithin0．6％ ．repeatability errorwithin0．5％ 。andstabilityerrorwithin0．8％ ，whichhasgreatprospect． Keywords：sensor；magnetofluidgyroscope；MHD；microanglevibration；break~equency；magnetofluidchannel； n0is fl00r EEACC：7230 doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2013．11．003 一 种磁流体陀螺的设计研究 于 翔，李醒飞 ，徐梦洁，王丽萍，梁思夏 (天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津300072) 摘 要 ：新型磁流体陀螺兼具带宽大、体积小、重量轻、寿命长、抗冲击等优良特性，是用于卫星微角振动测量的理想传感器，同 时在寻北及小型无人机导航等领域也具有广阔的应用前景。提出了一种磁流体陀螺的设计思路，通过对磁流体陀螺工作原理的 分析，设计了一种机械结构，该结构既形成了闭合磁路又构成了上下壁绝缘、内外壁导电的密闭磁流体通道，满足传感原理需求； 采用低噪放大器组成信号处理电路并对噪声进行分析 ，该电路可以将本底噪声对传感器输出信号的影响降低至可接受范围内； 对基于该思路设计的样机进行了初步试验，试验结果表明该磁流体陀螺能够敏感角振动，非线性误差小于0．6％，重复性误差小 于 0．5％，稳定性误差小于0．8％