CN106352893B - 一种陀螺定向仪球形衔铁轻磁轴检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于磁场检测技术领域，特别涉及一种陀螺定向仪球形衔铁轻磁轴检测方法。本发明包括：(1)在装配球形衔铁前，采用吊带悬挂法，通过配重确定陀螺房质量中心，并通过调整配重大小达到重心、质心、轴心三心合一，陀螺房轴线与当地地理坐标系z轴平行；(2)采用陀螺房方法，延长轴向长度；(3)利用非接触式光学准直法，建立观测基准。本测量方法是的测量主要是在球形衔铁装配在磁悬浮定向仪上后进行的，避免了先测量再装配过程中，由于改变软磁合金球形衔铁各向异性而造成的轻磁轴位置误差，提高了整体精度。

Description

一种陀螺定向仪球形衔铁轻磁轴检测方法

技术领域

本发明属于磁场检测技术领域，特别涉及一种陀螺定向仪球形衔铁轻磁轴检测方法。

背景技术

随着科学技术和市场需求的发展，对定向技术及定向精度要求越来越高，磁悬浮陀螺定向仪由于其采用磁悬浮技术进行支撑，干扰力矩小，得以快速发展及应用。磁悬浮定向仪的核心技术是磁悬浮支撑技术，其球形衔铁是磁悬浮定向仪磁悬浮系统的执行元件，磁悬浮的悬浮力是通过球形衔铁和磁浮线圈产生的力带动陀螺房(敏感组件)，使其悬挂起来，快速达到悬浮高度并稳定。而最易磁化点与球形衔铁球心的连线即为轻磁轴，也是球形衔铁所受磁场作用力的轴线，若其偏离，则导致陀螺房偏离中心，马达轴、敏感轴、输出轴三轴会发生偏转，导致地球旋转角速率在陀螺敏感轴上的分量发生变化，导致寻北误差的产生，进而影响定向仪精度。因此，磁悬浮定向仪球形衔铁的轻磁轴检测方法是磁悬浮定向仪的工艺研究重点。

最易磁化点与球形衔铁球心的连线即为轻磁轴，也是球形衔铁所受磁场作用力的轴线。

针对球形衔铁轻磁轴的检测问题，现有技术中采用的方法，多是在球形衔铁装配之前，将球形衔铁单独提出，利用某些轻磁轴检测装置测定轻磁轴位置后再进行装配，安装进磁悬浮定向仪中。这样的方法在检测和装配过程中，可能造成已经进行过冷处理的软磁合金球形衔铁各向异性的改变，导致轻磁轴位置的偏移，而且没有考虑到球形衔铁装配后磁悬浮定向仪内部元件对轻磁轴的影响，进而造成磁悬浮定向仪的整体精度降低。因此，本领域亟需一种考虑更周全、设计更完善的轻磁轴检测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有操作方便、测量精度高的特点的陀螺定向仪球形衔铁轻磁轴检测方法。

本发明的目的是这样实现的：

(1)在装配球形衔铁前，采用吊带悬挂法，通过配重确定陀螺房质量中心，并通过调整配重大小达到重心、质心、轴心三心合一，陀螺房轴线与当地地理坐标系z轴平行；

(2)采用陀螺房方法，延长轴向长度；

(3)利用非接触式光学准直法，建立观测基准；

(4)将球形衔铁装配进磁悬浮定向仪中，调整球形衔铁位置，使球形衔铁物理轴线与已确定的陀螺房轴线粗对准；

(5)为磁悬浮定向仪通电，并调整磁场强度，令球形衔铁悬浮在一个合适的高度，等待一段时间至球形衔铁悬浮稳定，此时由于球形衔铁的轻磁轴与地理系各轴之间存在偏差角，导致陀螺房轴线偏转；

(6)利用非接触式光学准直法，测试动态状况下的敏感元件法线方向偏离基准的角度，即测量磁悬浮定向仪底部轴线与地理系各轴间的夹角；

(7)根据步骤(6)中所测得的各个偏差角，分析、计算轻磁轴的位置，然后缓慢转动球形衔铁，调整轻磁轴方向，减小偏差角；

(8)重复步骤(6)到步骤(7)的操作，促使球形衔铁的悬浮姿态变化，使测得的磁悬浮定向仪底部轴线与地理系各轴间的夹角达到规定精度要求，即陀螺房轴线与当地地理坐标系z轴再次平行，此时球形衔铁轻磁轴即在所需的技术要求位置。

本发明的有益效果在于：

本测量方法是的测量主要是在球形衔铁装配在磁悬浮定向仪上后进行的，避免了先测量再装配过程中，由于改变软磁合金球形衔铁各向异性而造成的轻磁轴位置误差，提高了整体精度。

因为是直接在磁悬浮定向仪上进行检测与调整，整机参与，相比只测球形衔铁直径的方案，最大限度考虑了球形衔铁装配后磁悬浮定向仪内部元件对轻磁轴的影响，从而大幅提高了灵敏度。

采用陀螺房(敏感组件)方法，延长轴向长度，通过测量底部即延长长度的方法，提高了测量的灵敏度。

附图说明

图1为磁悬浮定向仪结构示意图；

图2为球形衔铁悬浮状态的定向仪示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更详细的描述：

本发明公开了一种陀螺定向仪球形衔铁轻磁轴检测方法，其特征在于：本发明解决了磁悬浮定向仪中球形衔铁的轻磁轴的确定，主要采用静态配重、建立基准，磁浮状态进行测量，计算调整并验证，最终满足磁悬浮定向仪中球形衔铁的轻磁轴的安装要求；本发明直接在磁悬浮定向仪上进行检测与调整，整机参与，同时避免了先测量再装配过程中球形衔铁各向异性改变而造成的轻磁轴位置误差，提高了整体精度。

1…陀螺房轴线、2…电磁铁、3…球形衔铁、4…衔铁托架、5…敏感元件、6…随动壳体、7…陀螺房体、8…力矩器、9…球形衔铁悬浮后磁悬浮定向仪底部轴线、10…最易磁化点、11…球形衔铁轻磁轴。

本发明涉及的坐标系有：t-地理坐标系，原点取在载体重心处，x轴在水平面内指东，y轴沿当地经线切线方向指北，z轴沿当地垂线方向指天。

本发明解决了磁悬浮定向仪中球形衔铁的轻磁轴的确定，主要采用静态配重、建立基准，磁浮状态进行测量，计算调整并验证，最终满足磁悬浮定向仪中球形衔铁的轻磁轴的安装要求；

1、在装配球形衔铁3前，采用吊带悬挂法，通过配重确定陀螺房6质量中心，并通过调整配重大小达到三心合一(重心、质心、轴心)，陀螺房轴线1与当地t系z轴平行。

2、采用陀螺房(敏感组件)方法，延长轴向长度。

3、利用非接触式光学准直法，建立观测基准。

4、将球形衔铁3装配进磁悬浮定向仪中，调整球形衔铁3位置，使球形衔铁3物理轴线与已确定的陀螺房轴线1粗对准。

5、为磁悬浮定向仪通电，并调整磁场强度，令球形衔铁3悬浮在一个合适的高度，等待一段时间至球形衔铁3悬浮稳定，此时由于球形衔铁3的轻磁轴11与t系各轴之间存在偏差角，导致原陀螺房轴线1偏转至新轴线位置，即新磁悬浮定向仪底部轴线9。

6、利用非接触式光学准直法，测试动态状况下的敏感元件法线方向偏角，即测量磁悬浮定向仪底部轴线9与t系各轴间的夹角。

7、根据步骤6中所测得的各个偏差角，分析、计算轻磁轴的位置，然后缓慢转动球形衔铁3，调整轻磁轴11方向，减小偏差角。

8、重复步骤6到步骤7的操作，促使球形衔铁的悬浮姿态变化，使测得的磁悬浮定向仪底部轴线与地理系各轴间的夹角达到规定精度要求，即陀螺房轴线与当地t系z轴再次平行，此时球形衔铁的最易磁化点10和轻磁轴11即在所需的技术要求位置。

Claims (1)

1.一种陀螺定向仪球形衔铁轻磁轴检测方法，包括如下步骤：

(1)在装配球形衔铁前，采用吊带悬挂法，通过配重确定陀螺房质量中心，并通过调整配重大小达到重心、质心、轴心三心合一，陀螺房轴线与当地地理坐标系z轴平行；

(2)采用陀螺房方法，通过球形衔铁和磁浮线圈产生的力带动陀螺房，使其悬挂起来，快速达到悬浮高度并稳定，延长轴向长度；

(3)利用非接触式光学准直法，建立观测基准；

(4)将球形衔铁装配进磁悬浮定向仪中，调整球形衔铁位置，使球形衔铁物理轴线与已确定的陀螺房轴线粗对准；

(5)为磁悬浮定向仪通电，并调整磁场强度，令球形衔铁悬浮在一个合适的高度，等待一段时间至球形衔铁悬浮稳定，此时由于球形衔铁的轻磁轴与地理系各轴之间存在偏差角，导致陀螺房轴线偏转；

(6)利用非接触式光学准直法，测试动态状况下的敏感元件法线方向偏离基准的角度，即测量磁悬浮定向仪底部轴线与地理系各轴间的夹角；

(7)根据步骤(6)中所测得的各个偏差角，分析、计算轻磁轴的位置，然后缓慢转动球形衔铁，调整轻磁轴方向，减小偏差角；

(8)重复步骤(6)到步骤(7)的操作，促使球形衔铁的悬浮姿态变化，使测得的磁悬浮定向仪底部轴线与地理系各轴间的夹角达到规定精度要求，即陀螺房轴线与当地地理坐标系z轴再次平行，此时球形衔铁轻磁轴即在所需的技术要求位置。