專利名稱：三軸射流角速率傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三軸射流角速率傳感器。
美國專利U.S PAT.4305293公布的“帶對稱膜脈動泵的角速率傳感器”和中國《航空與航天》工程學(xué)報(bào)1987年第四期公布的“末制導(dǎo)壓電射流速率傳感器結(jié)構(gòu)原理的研究”中表述的能夠敏感繞一個(gè)與射流軸線垂直的任意旋轉(zhuǎn)軸的角速率的射流角速率傳感器，以及在歐州專利0163591公布的“角速率傳感器”中所表述的能夠敏感繞一對互相垂直且與射流軸線垂直的旋轉(zhuǎn)輸入的角速率的射流角速率傳感器，可稱為單軸射流角速率傳感器和雙軸射流角速率傳感器，它們只能敏感一個(gè)軸或二個(gè)軸輸入的角速率，因而限制了其應(yīng)用范圍。
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能敏感繞三個(gè)互相垂直軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角速率的射流角速率傳感器，即“三軸射流角速率傳感器。


圖1.三軸射流角速率傳感器的整體結(jié)構(gòu)示意2.三軸射流角速率傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意3.圖2所示的單軸射流角速率傳感器的截面4.圖2所示的雙軸射流角速率傳感器的截面圖本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達(dá)到三軸射流角速率傳感器由射流角速率傳感器，以及外部電路系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)組成。其射流角速率傳感器1由一個(gè)單軸射流角速率傳感器2和一個(gè)雙軸射流角速率傳感器3通過聯(lián)接座體4互相垂直聯(lián)接組成。傳感器2和傳等組成。傳感器2和傳感器3流體回路獨(dú)立，產(chǎn)生射流的泵6可以是壓電換能器或磁換能器，在交變電壓驅(qū)動下，其以固有諧振頻率振動，使殼體內(nèi)部空腔中的工作介質(zhì)(如空氣、氦氣等惰性氣體)循環(huán)流動，為了避免射流泵之間的藕合振動，傳感器2和傳感器3的諧振頻率相差1-10KHZ。由噴嘴5形成一束層流的射流束，對稱地噴射到熱敏座7的敏感元件7a-7f上。敏感元件7a-7f可以是絲狀熱敏電阻，敏感元件7a和7b是互相平行的一對熱敏元件，能敏感繞X軸輸入的角速率，7c和7d是一對互相平行的熱敏元件，能敏感Y軸輸入的角速率，7e和7f是一對熱敏元件，能敏感繞Z軸輸入的角速率。敏感元件在空間的相對位置是確定的，每對二個(gè)元件互相平行，兩對之間互相垂直，故可同時(shí)敏感繞X、Y、Z三軸輸入的角速率。
當(dāng)有角速率W(t)沿垂直于射流束的軸輸入時(shí)，射流束受哥氏力作用而偏離原射流軸線，射流使敏感元件7a-7f的阻值發(fā)生變化，經(jīng)電橋轉(zhuǎn)換成正比于輸入角速率的電信號，從而輸出跟W(t)成正比的模擬電壓。
本發(fā)明下面結(jié)合附圖實(shí)施例作進(jìn)一步詳述傳感器2和傳感器3互相垂直聯(lián)接，聯(lián)接座體4是一個(gè)開有二個(gè)相互垂直管狀內(nèi)腔9的長方體，在內(nèi)腔9的壁面開有鎖緊槽10。傳感器2和傳感器3安裝在管狀內(nèi)腔9中，由鎖緊螺釘11鎖緊固定，管狀內(nèi)腔9保證其軸線互相垂直，從而使傳感器2和傳感器3的射流互相垂直。每對熱敏元件對稱地放在射流軸線兩邊，傳感器2和傳感器3的諧振頻率相差5KHZ。
三軸射流角速率傳感器，可根據(jù)所應(yīng)用的環(huán)境、用途和安裝條件，靈活變換傳感器2和傳感器3的安裝位置，即可選擇相對合適的管狀內(nèi)腔9來安裝定位。這樣，可使各傳感器最大限度地降低因安裝位置帶來的零位誤差。同時(shí)，本發(fā)明所表述的鎖緊結(jié)枸，可使傳感器2和傳感器3獨(dú)立裝卸，并可單獨(dú)在試驗(yàn)臺上調(diào)試或在聯(lián)接座體4上調(diào)試。同樣，如果二個(gè)傳感器中的一個(gè)傳感器出現(xiàn)故障或需要重新調(diào)整，可通過調(diào)節(jié)鎖緊螺釘11，很方便地卸裝需調(diào)整的傳感器，而不影響另一傳感器的安裝位置和工作狀態(tài)。另外本發(fā)明的鎖緊結(jié)構(gòu)可使各傳感器在聯(lián)接座體4上聯(lián)機(jī)調(diào)整敏感平面，以保證敏感平面的精度并減小交叉藕合。
本發(fā)明所提供的三軸射流角速率傳感器與現(xiàn)有技術(shù)相比可同時(shí)敏感繞X、Y、Z三軸向輸入的角速率，組裝簡單，調(diào)整靈活，從而擴(kuò)大了射流角速率傳感器的應(yīng)用范圍，可廣范應(yīng)用于飛機(jī)、艦船等控制系統(tǒng)，亦可應(yīng)用于汽車慣導(dǎo)系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種三軸射流角速率傳感器，由射流角速率傳感器，以及外部電路系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)組成，其特征在于射流角速率傳感器1由一個(gè)單軸射流角速率傳感器2和一個(gè)雙軸射流角速率傳感器3互相垂直聯(lián)接組成，傳感器2和傳感器3流體回路獨(dú)立，諧振頻率相差1-10KHZ。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸射流角速率傳感器，其特征在于傳感器2和傳感器3是由一個(gè)開有二個(gè)相互垂直管狀內(nèi)腔9的長方體聯(lián)接座體4聯(lián)接，由鎖緊螺釘11鎖緊固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的三軸射流角速率傳感器，其特征在于傳感器1的敏感元件7a-7f在空間的相對位置是固定的，每對二個(gè)敏感元件互相平行，每兩對之間互相垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三軸射流角速率傳感器，其特征在于傳感器1中的產(chǎn)生射流的泵6可用壓電換能器，亦可用磁換能器。
全文摘要
本發(fā)明所提供的三軸射流角速率傳感器，由一個(gè)單軸向射流角速率傳感器和一個(gè)雙軸向射流角速率傳感器組成，組裝簡單，調(diào)整靈活，能敏感繞X、Y、Z三軸向輸入的角速率，從而擴(kuò)大了射流角速率傳感器的應(yīng)用范圍，可廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、艦船等控制系統(tǒng)，亦可應(yīng)用于汽車慣導(dǎo)系統(tǒng)。
文檔編號G01P3/26GK1056001SQ90102490
公開日1991年11月6日 申請日期1990年4月28日 優(yōu)先權(quán)日1990年4月28日
發(fā)明者張福學(xué), 胡信裕, 田文杰, 李擎, 肖航, 高國偉 申請人:北京信息工程學(xué)院