CN105222916B - 三浮陀螺仪伺服测试环境温控装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及三浮陀螺仪伺服测试温控装置，包括上罩组件和下罩组件，其中上罩组件包括上加热罩、上外罩、第一加热片、第一热敏电阻和第一聚四氟乙烯薄膜，下罩组件包括下加热罩、下外罩、第二加热片、第二热敏电阻和第二聚四氟乙烯薄膜，通过内侧增加聚四氟乙烯薄膜可以保证加热片与加热罩的贴合更加紧密，保证加热罩内侧加热均匀；外侧增加聚四氟乙烯薄膜可以有效降低加热片向外侧散热，显著提高加热片的加热效率；本发明采用多个热敏电阻分别设置在上、下加热罩的内侧顶部和侧壁，同时监测上加热罩、下加热罩侧壁和顶部的温度，提高热敏电阻测温准确性。

Description

三浮陀螺仪伺服测试环境温控装置

技术领域

本发明涉及三浮陀螺仪伺服测试环境温控装置，属于温控技术领域。

背景技术

三浮陀螺仪是集液浮、动压气浮、磁悬浮“三浮”技术为一体的新型机械陀螺仪。现有的三浮陀螺仪测试温控工装，加热片直接粘贴到工装上，由于加热片和机体贴合不好，造成加热不均匀甚至局部无法加热。加热片外部直接暴露在空气中，造成加热温度无法稳定，1小时温度变化幅度约±5℃。现有的温控工装的测试电阻直接粘贴到加热片表面，且只有一个，测温误差大、准确性低，不能真实反映仪表环境的温度。

传统三浮陀螺仪温控工装，可以适用于静压液浮仪表等对温控要求低的仪表。对于三浮陀螺仪高精度伺服测试环境加温的要求还远远不能满足。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种三浮陀螺仪伺服测试环境温控装置，克服了现有仪表环境加效率低、温控精度差的问题，保证了加热罩内侧加热均匀，显著提高了加热片加热效率和热敏电阻的测温准确性。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

三浮陀螺仪伺服测试温控装置，包括上罩组件和下罩组件，其中上罩组件包括上加热罩、上外罩、第一加热片、第一热敏电阻和第一聚四氟乙烯薄膜，所述上加热罩和上外罩均为一端开口的半封闭结构，上外罩设置在上加热罩的外部，并通过端部固定连接，上加热罩的外侧壁面上首先设置第一聚四氟乙烯薄膜，第一聚四氟乙烯薄膜上设置第一加热片，第一加热片上再次设置第一聚四氟乙烯薄膜，所述第一热敏电阻设置在上加热罩的内侧壁面上；

下罩组件包括下加热罩、下外罩、第二加热片、第二热敏电阻和第二聚四氟乙烯薄膜，所述下加热罩和下外罩均为一端开口的半封闭结构，下外罩设置在下加热罩的外部，并通过端部固定连接，下加热罩的外侧壁面上首先设置第二聚四氟乙烯薄膜，第二聚四氟乙烯薄膜上设置第二加热片，第二加热片上再次设置第二聚四氟乙烯薄膜，所述第二热敏电阻设置在下加热罩的内侧壁面上。

在上述三浮陀螺仪伺服测试温控装置中，上罩组件还包括上隔热垫圈和上隔热片，其中上隔热垫圈位于上外罩端部的下表面与上加热罩端部的上表面之间，上隔热片位于上加热罩端部的下表面；所述下罩组件还包括下隔热垫圈和下隔热片，其中下加热罩与下外罩的端部齐平，下隔热垫圈位于下加热罩的端部外侧壁与下外罩的内侧壁之间，下隔热片位于下加热罩与下外罩的端面上。

在上述三浮陀螺仪伺服测试温控装置中，上隔热垫圈、上隔热片、下隔热垫圈和下隔热片的材料为有机硅-环氧夹布胶板。

在上述三浮陀螺仪伺服测试温控装置中，上隔热垫圈的厚度为2-3mm；上隔热片的厚度为2-3mm；下隔热垫圈的厚度为2-3mm；下隔热片的厚度为2-3mm。

在上述三浮陀螺仪伺服测试温控装置中，上加热罩外侧顶部和侧壁缠绕第一聚四氟乙烯薄膜，第一聚四氟乙烯薄膜外侧粘接第一加热片，第一加热片外侧缠绕第一聚四氟乙烯薄膜；下加热罩外侧底部和侧壁缠绕第二聚四氟乙烯薄膜，第二聚四氟乙烯薄膜外侧粘接第二加热片，第二加热片外侧缠绕第二聚四氟乙烯薄膜。

在上述三浮陀螺仪伺服测试温控装置中，第一热敏电阻为两个，分别设置在上加热罩内侧顶部和侧壁上；所述第二热敏电阻为两个，分别设置在下加热罩内侧底部和侧壁上。

在上述三浮陀螺仪伺服测试温控装置中，上加热罩、上外罩、下加热罩和下外罩的材料均为硬铝。

在上述三浮陀螺仪伺服测试温控装置中，位于第一加热片内侧和外侧的第一聚四氟乙烯薄膜均为多层，且外侧的第一聚四氟乙烯薄膜比内侧的第一聚四氟乙烯薄膜多2-3层；位于第二加热片内侧和外侧的第二聚四氟乙烯薄膜均为多层，且外侧的第二聚四氟乙烯薄膜比内侧的第二聚四氟乙烯薄膜多2-3层。

在上述三浮陀螺仪伺服测试温控装置中，第一聚四氟乙烯薄膜和第二聚四氟乙烯薄膜的厚度为0.02-0.03mm。

在上述三浮陀螺仪伺服测试温控装置中，上罩组件还包括第一引线和第一插头，第一引线穿过上加热罩、上外罩的引线孔，将第一热敏电阻与第一插头连接；所述下罩组件还包括第二引线和第二插头，第二引线穿过下加热罩、下外罩的引线孔，将第二热敏电阻与第二插头连接。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)、本发明对温控装置结构进行了创新设计，在上罩组件与下罩组件的加热片内外侧均增加了聚四氟乙烯薄膜，通过内侧增加聚四氟乙烯薄膜可以保证加热片与加热罩的贴合更加紧密，保证加热罩内侧加热均匀；外侧增加聚四氟乙烯薄膜可以有效降低加热片向外侧散热，显著提高加热片的加热效率；

(2)、本发明对加热片内外侧设置的聚四氟乙烯薄膜的层数进行了优选，外侧聚四氟乙烯薄膜的层数比内侧增加了2-3层，进一步提高了加热片的加热效率，保证了最优的加热效果；

(3)、本发明采用四个热敏电阻分别设置在上、下加热罩的内侧顶部和侧壁，同时监测上加热罩、下加热罩侧壁和顶部的温度，提高热敏电阻测温准确性；

(4)、本发明在上罩组件与下罩组件的加热罩与外罩的端部之间设置隔热垫圈，在上加热罩的端部或下加热罩和下外罩的端部设置隔热片，保证加热罩温度不会传递到支撑架上，防止热量损失；

(5)、本发明通过大量试验对隔热垫圈、隔热片的材料、厚度以及聚四氟乙烯薄膜的厚度进行优化设计，进一步保证了加热罩内侧加热均匀，显著提高了加热片加热效率和热敏电阻的测温准确性；

(6)、本发明温控装置使用高精度电阻对装置内部环境进行温度标定，不同高度温度差异小于1℃，48小时长期通电监测环境温度变化小于2℃，满足三浮陀螺仪长时间伺服测试需求。

附图说明

图1为本发明三浮陀螺仪伺服测试温控装置结构示意图；

图2为本发明支撑架结构剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：

如图1所示为本发明三浮陀螺仪伺服测试温控装置结构示意图，由图可知本发明三浮陀螺仪伺服测试温控装置，包括上罩组件和下罩组件，其中上罩组件包括上加热罩1、上外罩2、上隔热垫圈3、螺钉M3X8(4)、上隔热片5、第一加热片6、第一热敏电阻8、第一导线9、第一插头10、第一聚四氟乙烯薄膜11。

下罩组件包括下加热罩13、下外罩17、下隔热片12、下隔热垫圈23、沉头螺钉14、第二加热片15、第二热敏电阻19、第二导线20、第二插头21、第二聚四氟乙烯薄膜22。

上加热罩1和上外罩2均为一端开口的半封闭结构，本实施例中为一端开口的圆筒结构，且上加热罩1和上外罩2的开口端部向外延伸形成翻边结构的端部，上外罩2设置在上加热罩1的外部，并通过端部连接固定，具体为：上加热罩1翻边端部的上表面与上外罩2翻边端部的下表面之间设置上隔热垫圈3，并通过螺钉M3X8(4)将上加热罩1、上外罩2和上隔热垫圈3连接固定。上隔热片5位于上加热罩1翻边端部的下表面。

上加热罩1外侧顶部和侧壁缠绕第一聚四氟乙烯薄膜11，顶部第一聚四氟乙烯薄膜11外侧粘接第一加热片6，第一加热片6外侧缠绕第一聚四氟乙烯薄膜11，侧壁第一聚四氟乙烯薄膜11外侧粘接第一加热片6，第一加热片6外侧缠绕第一聚四氟乙烯薄膜11。其中第一加热片6外侧的第一聚四氟乙烯薄膜11的缠绕层数比第一加热片6内侧的第一聚四氟乙烯薄膜11(即上加热罩1外侧壁面的聚四氟乙烯薄膜11)的缠绕层数多2-3层，例如内侧为3-4层，外侧为5-7层，本实施例中第一加热片6内侧的薄膜层数为3层，外侧的薄膜层数为5层。

第一热敏电阻8设置在上加热罩1的内侧壁面上；本实施例中第一热敏电阻8为两个，分别设置在上加热罩1内侧顶部和侧壁。

上隔热垫圈3的厚度为2-3mm；上隔热片5的厚度为2-3mm；本实施例中上隔热垫圈3的厚度为2.5mm，上隔热片5的厚度为2.5mm。上隔热垫圈3、上隔热片5的材料为有机硅-环氧夹布胶板。上加热罩1和上外罩2的材料均为硬铝。第一聚四氟乙烯薄膜11的厚度为0.02-0.03mm，本实施例中内侧的第一聚四氟乙烯薄膜11的厚度为0.02mm，外侧第一聚四氟乙烯薄膜11的厚度为0.03mm。

上罩组件还包括第一引线9和第一插头10，第一引线9穿过上加热罩1、上外罩2的引线孔，将第一热敏电阻8与第一插头10连接。

下加热罩13和下外罩17均为一端开口的半封闭结构，本实施例中均为一端开口的圆筒结构，其中下加热罩13的开口端部向外延伸形成翻边结构的端部，下外罩17设置在下加热罩13的外部，下加热罩13与下外罩17的端部齐平，并通过端部连接固定，具体为：下加热罩13翻边端部的外侧壁与下外罩17靠近端部的内侧壁之间设置下隔热垫圈23，并通过沉头螺钉14将下加热罩13、下外罩17和下隔热垫圈23连接固定，下隔热片12位于下加热罩13与下外罩17的齐平端面上。

下加热罩13外侧底部和侧壁缠绕第二聚四氟乙烯薄膜22，顶部第二聚四氟乙烯薄膜22外侧粘接第二加热片15，第二加热片15外侧缠绕第二聚四氟乙烯薄膜22，侧壁第二聚四氟乙烯薄膜22外侧粘接第二加热片15，第二加热片15外侧缠绕第二聚四氟乙烯薄膜22，其中第二加热片15外侧的第二聚四氟乙烯薄膜22的缠绕层数比第二加热片15内侧的第二聚四氟乙烯薄膜22(即下加热罩13外侧壁面的聚四氟乙烯薄膜22)的缠绕层数多2-3层，例如内侧为3-4层，外侧为5-7层，本实施例中第二加热片15内侧的薄膜层数为3层，外侧的薄膜层数为5层。

第二热敏电阻19设置在下加热罩13的内侧壁面上；本实施例中第二热敏电阻8为两个，分别设置在下加热罩13内侧底部和侧壁。

下隔热垫圈23的厚度为2-3mm；下隔热片12的厚度为2-3mm。本实施例中下隔热垫圈23的厚度为2.5mm；下隔热片12的厚度为2.5mm。下隔热垫圈23和下隔热片12的材料为有机硅-环氧夹布胶板。下加热罩13和下外罩17的材料均为硬铝。第二聚四氟乙烯薄膜22的厚度为0.02-0.03mm，本实施例中内侧的第二聚四氟乙烯薄膜22的厚度为0.02mm，外侧第二聚四氟乙烯薄膜22的厚度为0.03mm。

下罩组件还包括第二引线20和第二插头21，第二引线20穿过下加热罩13、下外罩17的引线孔，将第二热敏电阻19与第二插头21连接。

本发明采用三浮陀螺仪伺服测试温控装置对陀螺仪进行测试时，将陀螺仪放入上罩组件与下罩组件形成的空腔内，并通过支撑架对上罩组件与下罩组件进行连接。如图2所示为本发明支撑架结构剖面图，本发明支撑架为六面体的空腔结构，空腔结构的上端面为开口设计，下罩组件置于六面体空腔结构的内部，并与六面体结构的上端面通过螺钉固定连接(图2中右侧螺钉)，且使下罩组件的下隔热片12与六面体结构上端面的内表面接触；上罩组件置于六面体空腔结构的上端面上方，并与六面体空腔结构的上端面通过螺钉固定连接(图2中左侧螺钉)，且使上罩组件的上隔热片5与六面体结构上端面的外表面接触，陀螺仪则置于上罩组件与下罩组件形成的空腔内。

本发明三浮陀螺仪伺服测试温控装置的具体装配过程如下：

首先将4个500Ω热敏电阻8、19分别粘接到上加热罩1、下加热罩13侧壁和顶部，引线从引线孔穿出，穿出处使用套管保护，硅橡胶固定。将聚四氟乙烯薄膜11、22在上加热罩1、下加热罩13外表面缠绕3圈，搭接处使用热敏胶绝缘胶带固定，搭接宽度小于5mm。将第一加热片6、第二加热片15分别粘接到上加热罩1、下加热罩13的聚四氟乙烯薄膜11、22表面，注意贴合良好，出线位置对准上外罩2、下外罩17引线位置。在第一加热片6、第二加热片15的表面缠绕5圈聚四氟乙烯薄膜11、22。将第一热敏电阻8、第二热敏电阻19、第一加热片6、第二加热片15的引线整理、捆扎后从上外罩2、下外罩17的引线孔穿出，穿出处使用套管保护，硅橡胶固定。将上外罩2、上加热罩1和下外罩17、下加热罩13分别使用螺钉M3X84和沉头螺钉14固定，同时装配上隔热垫圈3、上隔热片5、下隔热片12和下隔热垫圈23。按接线图将各引出线焊接到第一插头10、第二插头21相应点号上。焊点用热缩套管保护。

在三浮陀螺仪伺服测试环境温控装置加工装配完成后，使用高精度电阻对装置内部环境进行温度标定，不同高度温度差异小于1℃，48小时长期通电监测环境温度变化小于2℃，满足三浮陀螺仪长时间伺服测试需求。

以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.三浮陀螺仪伺服测试温控装置，其特征在于：包括上罩组件和下罩组件，其中上罩组件包括上加热罩(1)、上外罩(2)、第一加热片(6)、第一热敏电阻(8)和第一聚四氟乙烯薄膜(11)，所述上加热罩(1)和上外罩(2)均为一端开口的半封闭结构，上外罩(2)设置在上加热罩(1)的外部，并通过端部固定连接，上加热罩(1)的外侧壁面上首先设置第一聚四氟乙烯薄膜(11)，第一聚四氟乙烯薄膜(11)上设置第一加热片(6)，第一加热片(6)上再次设置第一聚四氟乙烯薄膜(11)，所述第一热敏电阻(8)设置在上加热罩(1)的内侧壁面上；

下罩组件包括下加热罩(13)、下外罩(17)、第二加热片(15)、第二热敏电阻(19)和第二聚四氟乙烯薄膜(22)，所述下加热罩(13)和下外罩(17)均为一端开口的半封闭结构，下外罩(17)设置在下加热罩(13)的外部，并通过端部固定连接，下加热罩(13)的外侧壁面上首先设置第二聚四氟乙烯薄膜(22)，第二聚四氟乙烯薄膜(22)上设置第二加热片(15)，第二加热片(15)上再次设置第二聚四氟乙烯薄膜(22)，所述第二热敏电阻(19)设置在下加热罩(13)的内侧壁面上。

2.根据权利要求1所述的三浮陀螺仪伺服测试温控装置，其特征在于：所述上罩组件还包括上隔热垫圈(3)和上隔热片(5)，其中上隔热垫圈(3)位于上外罩(2)端部的下表面与上加热罩(1)端部的上表面之间，上隔热片(5)位于上加热罩(1)端部的下表面；所述下罩组件还包括下隔热垫圈(23)和下隔热片(12)，其中下加热罩(13)与下外罩(17)的端部齐平，下隔热垫圈(23)位于下加热罩(13)的端部外侧壁与下外罩(17)的内侧壁之间，下隔热片(12)位于下加热罩(13)与下外罩(17)的端面上。

3.根据权利要求2所述的三浮陀螺仪伺服测试温控装置，其特征在于：所述上隔热垫圈(3)、上隔热片(5)、下隔热垫圈(23)和下隔热片(12)的材料为有机硅-环氧夹布胶板。

4.根据权利要求2所述的三浮陀螺仪伺服测试温控装置，其特征在于：所述上隔热垫圈(3)的厚度为2-3mm；上隔热片(5)的厚度为2-3mm；下隔热垫圈(23)的厚度为2-3mm；下隔热片(12)的厚度为2-3mm。

5.根据权利要求1所述的三浮陀螺仪伺服测试温控装置，其特征在于：所述上加热罩(1)外侧顶部和侧壁缠绕第一聚四氟乙烯薄膜(11)，第一聚四氟乙烯薄膜(11)外侧粘接第一加热片(6)，第一加热片(6)外侧缠绕第一聚四氟乙烯薄膜(11)；下加热罩(13)外侧底部和侧壁缠绕第二聚四氟乙烯薄膜(22)，第二聚四氟乙烯薄膜(22)外侧粘接第二加热片(15)，第二加热片(15)外侧缠绕第二聚四氟乙烯薄膜(22)。

6.根据权利要求1所述的三浮陀螺仪伺服测试温控装置，其特征在于：所述第一热敏电阻(8)为两个，分别设置在上加热罩(1)内侧顶部和侧壁上；所述第二热敏电阻(19)为两个，分别设置在下加热罩(13)内侧底部和侧壁上。

7.根据权利要求1所述的三浮陀螺仪伺服测试温控装置，其特征在于：所述上加热罩(1)、上外罩(2)、下加热罩(13)和下外罩(17)的材料均为硬铝。

8.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的三浮陀螺仪伺服测试温控装置，其特征在于：位于第一加热片(6)内侧和外侧的第一聚四氟乙烯薄膜(11)均为多层，且外侧的第一聚四氟乙烯薄膜(11)比内侧的第一聚四氟乙烯薄膜(11)多2-3层；位于第二加热片(15)内侧和外侧的第二聚四氟乙烯薄膜(22)均为多层，且外侧的第二聚四氟乙烯薄膜(22)比内侧的第二聚四氟乙烯薄膜(22)多2-3层。

9.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的三浮陀螺仪伺服测试温控装置，其特征在于：所述第一聚四氟乙烯薄膜(11)和第二聚四氟乙烯薄膜(22)的厚度为0.02-0.03mm。

10.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的三浮陀螺仪伺服测试温控装置，其特征在于：所述上罩组件还包括第一引线(9)和第一插头(10)，第一引线(9)穿过上加热罩(1)、上外罩(2)的引线孔，将第一热敏电阻(8)与第一插头(10)连接；所述下罩组件还包括第二引线(20)和第二插头(21)，第二引线(20)穿过下加热罩(13)、下外罩(17)的引线孔，将第二热敏电阻(19)与第二插头(21)连接。