CN110221100A - 一种采用多重四极线圈独立回归控制技术的高精度静磁悬浮加速度计 - Google Patents

一种采用多重四极线圈独立回归控制技术的高精度静磁悬浮加速度计 Download PDF

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赵华
任琼英
邵明学
许文年
李建林
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Abstract

本发明公开了一种采用多重四极线圈独立回归控制技术的高精度静磁悬浮加速度计，用于测量飞行器的线性加速度。包括真空磁屏蔽腔系统、磁场位移传感系统、多重四极线圈磁悬浮控制系统和检验磁体。所述加速度计采用磁场位移传感技术来实现对检验磁体位置和姿态的实时精确测量，采用多重四极线圈独立回归控制磁悬浮技术来实现对检验磁体位置和姿态的精确回归控制，从而将检验磁体始终控制在腔室中心，同时也是空间飞行器的质心位置；当空间飞行器受到外界非保守力作用时，由于飞行器的加速度将正比于位置控制线圈的电流大小，最终通过位置控制线圈电流的测量即可精确测量加速度的大小和方向。所述加速度计可以避开高精度机械加工的技术瓶颈，制作工艺简单，可以实现更高精度的加速度矢量测量。

Description

一种采用多重四极线圈独立回归控制技术的高精度静磁悬浮 加速度计
技术领域
本发明涉及加速度的测量装置技术领域，尤其涉及一种采用多重四极线圈独立回归控制技术的高精度静磁悬浮加速度计。
背景技术
加速度计是测量飞行器线加速度的仪表，高精度加速度计是重力测量卫星进行全球重力场测绘任务的关键载荷，将提高全球重力场测量精度、建立统一高程基准；同时，还能用于改善现有空间大气模型，极大提高低轨卫星的测定轨精度和轨道预报精度；对于高轨卫星，能进行太阳光压测量，实现高轨卫星航天器精密定轨和轨道维持；对航天器的微重力环境进行监测，为微重力科学实验服务；多个高精度的加速度计可以构成重力梯度仪。
加速度计按照惯性检测质量的运动方式分类，可分为线加速度计和摆式加速度计；按照检测方式是否需要将所测加速度从输出端再反馈到输入端来分类，有开环加速度计和闭环加速度计两种。现在常用的高精度静电悬浮加速度计受到电极正交性、面板对称性等的加工工艺限制，且电路噪声、寄生作用力噪声、环境噪声等的影响不可避免。现有的磁悬浮和磁力回归控制的加速度计，在控制检验磁体位置和姿态回归时，对位置的回归控制有可能对检验磁体引入转矩，从而限制加速度测量精度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于多重四级线圈独立回归控制的高精度静磁悬浮加速度计，所述加速度计可以避开高精度机械加工和现有多自由度回归控制相互干扰的技术瓶颈，制作工艺简单，在5mHz-100mHz带宽范围内预期的加速度测量噪声低，可以实现更高精度的加速度矢量测量。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种多重四级线圈独立回归控制的高精度静磁悬浮加速度计，用于测量飞行器的线性加速度，其特征在于：包括真空磁屏蔽腔系统、磁场位移传感系统、多重四级线圈独立回归控制系统和检验磁体，真空磁屏蔽腔系统包括腔室，所述腔室内为真空状态，所述磁场位移传感器系统包括若干个高精度磁传感器，所述磁传感器位于所述腔室的不同位置，用于通过磁信号的探测，实现对检验磁体的空间位置和姿态的实时定位；所述多重四级线圈独立回归控制磁悬浮系统包括至少三组位置控制四极线圈和两组姿态控制亥姆霍兹线圈，所述至少三组位置控制四极线圈(A,B,C,D为一组，E,F,G,H为另一组，…)分别位于屏蔽腔内X-Y平面或X-Z平面，且X-Y平面或X-Z平面均各至少有一组四极线圈，而且任一组四极线圈，如其一A,B,C,D组，须关于中心对称分布，置于长方形顶点，如图1所示；所述两组姿态控制亥姆霍兹线圈(J,K为一组，M,N为另一组)对称的设置于所述腔室的上、下、前、后侧壁上，所述多重四级线圈独立回归控制磁悬浮系统通过位置控制线圈和姿态控制线圈接收磁场位移传感系统的反馈，实时控制检验磁体(3)的位置和姿态，使其恒定悬浮于腔室的中心位置，所述腔室的中心位置与飞行器的质心位置相重合。
进一步的技术方案在于：在检验磁体平动和转动的控制中，位置控制线圈对检验磁体产生的电磁力抵消掉飞行器受到非保守力所产生的加速度，维持检验磁体的质心与飞行器的质心始终重合，此时，电磁力矢量F与加速度矢量a之间的关系为F＝ma，其中m为检验磁体的质量，而电磁力的大小正比于位置控制线圈产生的磁场大小，位置控制线圈磁场大小正比于电流大小，通过位置控制线圈施加的电流即可对飞行器的加速度进行精确测量。
进一步的技术方案在于：所述磁场位移传感系统所测量到的磁场大小与检验磁体的位置、姿态有关，将磁传感器对应的坐标系设为空间全局坐标系，设检验磁体中心的坐标为(x0,y0,z0)，探测点的坐标为(x,y,z)，检验磁体到探测点的空间距离为r，当检验磁体到探测点的距离远大于检验磁体的尺寸时，可将检验磁体近似为磁偶极子，设检验磁体等效磁矩矢量为在空间坐标系下的方位角和仰角分别为α和β，根据探测点磁场分量求解公式有：
式中
假设已知n个探测点处的磁感应强度分量，即可构成一个由3n个非线性方程式组成的非线性方程组，该方程组有6个未知参数即x0，y0，z0，α，β和M，当n>2时，此方程组超定，使用非线性最优化方法来求解，通过计算机程序设计求得6个未知量，确定任一时间检验磁体的空间位置和空间姿态。
进一步的技术方案在于：所述多重四级线圈独立回归控制磁悬浮控制系统包括至少三组位置控制线圈和两组姿态控制线圈，每组位置控制线圈由四个线圈组成，每组姿态控制线圈由两个线圈组成。通过在位置控制线圈上施加不同方向及大小的电流，使检验磁体始终控制在腔室的中心；两组姿态控制线圈用于实现对检验磁体的姿态控制，将检验磁体的磁矩方向始终控制在x方向。
进一步的技术方案在于：所述位置控制，通过对位置控制四极线圈组A,B,C,D(或与其共面的A’,B’,C’D’)施加相同大小和不同方向的工作电流，可独立控制检验磁体沿X轴或Y轴方向的位移，并不对检验磁体引入转矩。
进一步的技术方案在于：所述位置控制，通过对位置控制四极线圈组E,F,G,H(或与其共面的E’,F’,G’H’)施加相同大小和不同方向的工作电流，可独立控制检验磁体沿X轴或Z轴方向的位移，并不对检验磁体引入转矩。
进一步的技术方案在于：通过对X-Y平面和X-Z平面内的三组四级线圈的通电控制，可独立控制检验磁体在X,Y,Z三个方向的位移。
进一步的技术方案在于：可通过选择距离检验质量块不同位置的位置控制四级线圈，可调整加速度计的测量量程和测量精度。
进一步的技术方案在于：多重四级位置控制线圈，可互为冗余，以提高所述加速度计工作的可靠性。
进一步的技术方案在于：所述姿态控制，通过对亥姆霍兹线圈组J,K施加大小和方向均相同的电流，可以控制检验磁体绕Z轴的转矩，并不引起检验磁体平动。
进一步的技术方案在于：所述姿态控制，通过对亥姆霍兹线圈组M,N施加大小和方向均相同的电流，可以控制检验磁体绕Y轴的转矩，并不引起检验磁体平动。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明所述多重四级线圈独立回归控制的磁悬浮加速度计保持了静电悬浮加速度计和现有磁悬浮加速度计的优点，但回避了敏感结构加工难度大和现有多自由度回归控制相互干扰的技术瓶颈；采用多重四级线圈独立回归控制的静磁悬浮控制系统可以对检验磁体进行精确控制，采用姿态控制线圈可以进一步对检验磁体由于偶然干扰引起转矩进行进一步的控制；采用控制线圈冗余设计，可以提高加速度计可靠性；采用坐标可调整的位置控制线圈设计，可以根据不同测试需求调整测量量程，优化测量精度，从而可以实现高精度的加速度矢量测量。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明所述加速度计的结构示意图；
图2是本发明所述加速度计的结构示意图；
图3是本发明中磁场位移传感技术基本原理示意图；
图4是磁偶极子在磁场中受到的作用力分析示意图；
图5是磁偶极子在磁场中受到的作用力分析示意图；
图6是磁偶极子在磁场中受到的作用力分析示意图；
图7是第一对姿态控制线圈对检验磁体施加力矩示意图；
图8是第二对姿态控制线圈对检验磁体施加力矩示意图；
其中：A,B,C,D为第一组位置控制四极线圈；
E,F,G,H为第二组位置控制四极线圈；
J,K为第一组姿态控制亥姆霍兹线圈；
M,N为第二组姿态控制亥姆霍兹线圈；
1：高精度磁传感器；
2：真空磁屏蔽腔系统；
3：检验磁体。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1和图2所示，本发明公开了一种采用多重四级线圈独立回归控制技术的高精度静磁悬浮加速度计，用于测量飞行器的线性加速度，其特征在于：包括真空磁屏蔽腔系统、磁场位移传感系统、多重四级线圈独立回归控制系统和检验磁体，真空磁屏蔽腔系统包括腔室，所述腔室内为真空状态，所述磁场位移传感器系统包括若干个高精度磁传感器，所述磁传感器位于所述腔室的不同位置，用于通过磁信号的探测，实现对检验磁体的空间位置和姿态的实时定位；所述多重四极线圈独立回归控制磁悬浮系统包括至少三组位置控制四极线圈和两组姿态控制亥姆霍兹线圈；所述至少三组位置控制线圈(A,B,C,D为一组，E,F,G,H为另一组，…)分别位于屏蔽腔内X-Y平面或X-Z平面，且X-Y平面或X-Z平面均各至少有一组四极线圈，而且任一组四极线圈，如其一A,B,C,D，须关于中心对称分布，置于长方形顶点，如图1所示；如图2所示，所述两组姿态控制亥姆霍兹线圈(J,K为一组，M,N为另一组)对称的设置于所述腔室的上、下、前、后侧壁上，所述多重四极线圈独立回归控制磁悬浮系统通过位置控制线圈和姿态控制线圈接收磁场位移传感系统的反馈，实时控制检验磁体(3)的位置和姿态，使其恒定悬浮于腔室的中心位置，所述腔室的中心位置与飞行器的质心位置相重合。
图1中的A,B,C,D和E,F,G,H是加速度计中静磁悬浮控制系统的至少三组位置控制四级线圈中的两组，分别位于屏蔽腔内X-Y平面或X-Z平面，关于中心对称分布，置于长方形顶点，以x轴为轴对称分布，根据检验磁体的位置和姿态的反馈数据，利用控制算法来实现检验磁体位置的实时回归控制且不对检验磁体引入额外转矩，将检验磁体的质心始终控制在磁屏蔽腔中心即飞行器的质心位置。图2中的J,K和M,N是两组姿态控制亥姆霍兹线圈，两组姿态控制亥姆霍兹线圈安装在磁屏蔽腔的y轴方向两个表面以及z轴方向的两个表面上并保持严格轴对称，姿态控制线圈直径尺寸远大于检验磁体的外形尺寸，可实现对检验磁体的转动姿态控制，使检验磁体磁矩方向始终保持在腔室x轴方向。
对检验磁体位置和姿态进行控制的基本方法：
当检验磁体线度很小时，可等效为一个磁偶极子(磁矩为)。而一个磁偶极子处于磁场(磁感应强度为)中时，磁偶极子受到磁场的作用有两种主要作用形式。首先，当磁偶极子的方向与外磁场方向不一致时，会受到转动力矩的作用磁偶极子将发生转动，直至与外磁场方向一致，此时达到磁偶极子在磁场中势能最低的状态这时候，异性磁荷相互接近，同性磁荷相互远离。若外磁场为非均匀磁场，此时由于磁偶极子中正负磁荷所处的位置的磁感应强度的差异，整个磁偶极子受到一个指向磁场增大方向的平动合力；外磁场为均匀磁场时，平动合力为零。
如图4-6所示，环形电流产生一个梯度磁场，处于其中的磁偶极子受到转动力矩和平动力的作用。而处于匀强磁场中的磁偶极子只受到力矩的作用，而受到的平动合力为零。因此，可以通过匀强磁场实现转动力矩的施加，而通过梯度磁场可实现平动力的施加，从而实现对检验磁体的姿态控制和位置控制。
检验磁体的位置控制
设四对位置控制线圈相应的磁矩分别记为MA、MB、MC、MD，ME、MF、MG、MH，其在检验磁体位置区域产生磁场，由于线圈线度很小，可用磁偶极场来表示。为了反映通电控制线圈磁矩的方向，磁矩我们分别记为Mi＝δiMi(i＝A,B,C,D,E,F,G,H…)。Mi为磁矩的大小，δi表示磁矩的方向，如δi＝1，则表示磁矩沿x轴正向；δi＝-1，则表示磁矩沿x轴负向；μ0代表真空磁导率。
检验磁体的磁矩记为M，通电控制线圈对检验磁体的电磁作用力可表示为：
以线圈A为例
同理，以线圈B为例，对于MB对M的控制作用，由于严格轴对称，MB中心所在位置坐标为(-a,b,c)，相应的作用力为
由于x→0,y→0,z→0，即只要检验磁体中心偏离坐标原点，就立即实施控制，使其回到坐标原点。另外，线圈A,B严格轴对称，且线圈大小、通电电流大小相等，故有
rA＝rB,MA＝MB (7)
可见只要控制δA和δB的取值以及(a,b,c)的取值，就可实现位置控制线圈A，B对检验磁体电磁力X和Y分量的独立控制。以上分析对其余位置控制线圈同样成立，具体控制方法如下：
对第一组位置控制四极线圈A,B,C,D；
对位置控制线圈A,B取δA＝δB＝1或-1，c＝0。
则有：
FxA＝-FxB,FyA＝FyB,FzA＝FzB＝0 (8)
即实现了y方向分力的独立控制。
此时线圈A,B在检验磁体所在位置所产生的合磁场B的方向为X轴方向，检验磁体所受力矩为：
T＝M×B＝0 (9)
即该位置控制操作不对检验磁体引入转矩。
对位置控制线圈A,B，当取δA＝1,δB＝-1或δA＝-1,δB＝1，c＝0。
则有：
FxA＝FxB,FyA＝-FyB,FzA＝FzB＝0 (10)
即实现了x方向分力的独立控制。
此时线圈A,B在检验磁体所在位置所产生的合磁场B的方向为Y轴方向，检验磁体所受力矩为：T＝M×B＝TzAB≠0 (11)
即该位置控制操作对检验磁体引入了沿Z轴方向的转矩。
为抵消这一转矩，可对与线圈A,B严格对称的线圈C,D通电，并取
δC＝1,δD＝-1或δC＝-1,δD＝1，c＝0.
则有
FxC＝FxD,FyC＝-FyD,FzC＝FzD＝0
即实现了与线圈A,B共同对x方向分力的控制。
此时线圈C,D在检验磁体所在位置所产生的合磁场B的方向为Y轴方向，且与线圈A,B所产生的磁场方向相反，检验磁体所受力矩为：
T＝M×B＝-TzAB≠0 (12)
线圈A,B和线圈C,D所产生的转矩相互抵消，即不对检验磁体引入转矩。
可见，通过对第一组位置控制线圈A,B,C,D的通电操作，可以控制检验磁体沿X轴和Y轴方向的位移，并不对检验磁体引入转矩。
(2)同样，通过对第二组位置控制四极线圈E,F,G,H采取相同的通电操作，即可以控制检验磁体沿X轴和Z轴方向的位移，并不对检验磁体引入转矩。
(3)同样，其他四级控制线圈的位移控制原理与以上(1)或(2)所述原理相同。
检验磁体姿态的控制
位置控制线圈在对检验磁体进行位置控制时，不会对检验磁体引入转矩，但检验磁体受到到其他干扰因素影响，自身会产生转矩，从而影响检验磁体的姿态。对于这一转矩，可以通过两对姿态控制线圈J,K,M,N通电操作实现对检验磁体姿态的进一步控制。把姿态控制线圈相应的磁矩分别记为MJ、MK、MM、MN，两对线圈中心与坐标原点的距离为l。由于每对线圈的大小和通电电流方向、大小完全相同，有MJ＝MK、MM＝MN。
(1)第一对姿态控制线圈J,K对检验磁体磁矩的控制分析：如图7所示，如果检验磁体磁矩偏离x方向，则检验磁体磁矩将受到第一对姿态控制线圈J,K磁场对它的力矩作用，有
T＝M×(BJ+BK) (13)
由于第一对姿态控制线圈J,K的线度相比检验磁体所在区域较大，故其在检验磁体区域产生的磁场近似为均匀磁场，磁场方向为y方向，根据磁偶极场的计算公式，有
则相应的力矩大小为：
力矩方向垂直于M和BJ构成的平面，很显然在此力矩的作用下，M将在XY平面内由y方向转向x方向。
(2)第二对姿态控制线圈M,N对检验磁体磁矩的控制分析：如图8所示，第二对姿态控制线圈M,N对检验磁体磁矩的控制与第一对姿态控制线圈J,K对检验磁体磁矩的控制分析是类似的，在力矩TMN作用下，M将在XZ平面内由z方向转向x方向。相应的有：
综合以上两对线圈的作用，可将检验磁体磁矩方向始终控制在x方向保持不变。
高精度加速度的测量：
在检验磁体平动和转动的控制中，位置控制线圈对检验磁体产生的电磁力抵消掉了飞行器受到非保守力所产生的加速度，维持检验磁体的质心与飞行器的质心始终重合，此时，电磁力矢量F与加速度矢量a之间的关系为F＝ma，其中m为检验磁体的质量。而电磁力的大小正比于位置控制线圈产生的磁场大小，位置控制线圈磁场大小正比于电流大小。故通过位置控制线圈施加的电流即可对飞行器的加速度进行精确测量。
本发明所述静磁悬浮加速度计保持了静电悬浮加速度计的优点，但回避了敏感结构加工难度大的瓶颈，真空磁屏蔽腔比较容易实现，通过高精度磁传感器，可以精确的测量出检验磁体的实时位置，采用静磁悬浮控制系统可以对检验磁体进行精确控制，从而可以实现高精度的加速度矢量测量。
通过地面模拟计算，所制作的静磁悬浮加速度计的主要技术指标，如噪声功率谱密度好于10-8m·s-2·Hz-1/2，测量带宽5-100mHz。

Claims (7)

1.一种采用多重四极线圈独立回归控制技术的高精度静磁悬浮加速度计，用于测量飞行器的线性加速度，其特征在于：包括真空磁屏蔽腔系统（2）、磁场位移传感系统、多重四极线圈独立回归控制磁悬浮系统和检验磁体（3）；所述磁场位移传感系统包括若干个高精度磁传感器（1），所述磁传感器位于所述腔室的不同位置，用于对检验磁体（3）的空间位置和姿态的实时定位；所述多重四极线圈独立回归控制磁悬浮系统包括至少三组位置控制四极线圈和两组姿态控制亥姆霍兹线圈；所述至少三组位置控制四极线圈（A,B,C,D为一组，E,F,G,H为另一组，…）分别位于屏蔽腔内X-Y平面或X-Z平面，且X-Y平面或X-Z平面均各至少有一组四极线圈，而且任一组四极线圈，如其一A,B,C,D组，须关于中心对称分布，置于长方形顶点，如图1所示，；所述两组姿态控制亥姆霍兹线圈（J,K为一组，M,N为另一组）对称的设置于所述腔室的上、下、前、后侧壁上，所述多重四极线圈独立回归控制磁悬浮系统通过位置控制线圈和姿态控制线圈接收磁场位移传感系统的反馈，实时控制检验磁体（3）的位置和姿态，使其恒定悬浮于腔室的中心位置，所述腔室的中心位置与飞行器的质心位置相重合。
2.如权利要求1所述的采用多重四极线圈独立回归控制技术的高精度静磁悬浮加速度计，其特征在于：通过对位置控制四极线圈组A,B,C,D（或与其共面的A’,B’,C’,D’）施加相同大小和不同方向的工作电流，可独立控制检验磁体沿X轴或Y轴方向的位移，并不对检验磁体引入转矩。
3.如权利要求1所述的采用多重四极线圈独立回归控制技术的高精度静磁悬浮加速度计，其特征在于：通过对位置控制四极线圈组E,F,G,H（或与其共面的E’,F’,G’,H’）施加相同大小和不同方向的工作电流，可独立控制检验磁体沿X轴或Z轴方向的位移，并不对检验磁体引入转矩。
4.如权利要求1所述的采用多重四极线圈独立回归控制技术的高精度静磁悬浮加速度计，其特征在于：通过对姿态控制亥姆霍兹线圈组J,K施加大小和方向均相同的电流，可以控制检验磁体绕Z轴的转矩，并不引起检验磁体平动。
5.如权利要求1所述的采用多重四极线圈独立回归控制技术的高精度静磁悬浮加速度计，其特征在于：通过对姿态控制亥姆霍兹线圈组M,N施加大小和方向均相同的电流，可以控制检验磁体绕Y轴的转矩，并不引起检验磁体平动。
6.如权利要求1所述的采用多重四极线圈独立回归控制技术的高精度静磁悬浮加速度计，其特征在于：位置控制四极线圈组A,B,C,D可在XY平面内对称的调整坐标位置，实现对XY平面内的加速度分量测量量程和测量精度的调整。
7.如权利要求1所述的采用多重四极线圈独立回归控制技术的高精度静磁悬浮加速度计，其特征在于：位置控制四极线圈组E,F,G,H可在XZ平面内对称的调整坐标位置，实现对XZ平面内的加速度分量测量量程和测量精度的调整。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113303909A (zh) * 2021-05-18 2021-08-27 中国矿业大学 一种基于磁传感器阵列的磁控胶囊机器人定位方法及系统
CN113606351A (zh) * 2021-08-06 2021-11-05 杭州嘉隆物联网科技有限公司 余油探测智能海底阀及使用方法
CN113928428A (zh) * 2021-10-28 2022-01-14 杭州容大智造科技有限公司 一种用于记录货运过程中货箱运动的记录系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105577035A (zh) * 2016-02-18 2016-05-11 三峡大学 空间小磁体悬浮控制方法
CN105629982A (zh) * 2016-02-18 2016-06-01 三峡大学 基于光学位移传感的空间小磁体悬浮控制装置
CN105675920A (zh) * 2016-02-18 2016-06-15 三峡大学 高精度静磁悬浮加速度计
RU162586U1 (ru) * 2016-02-03 2016-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ЦЕНТР ТРАНСФЕРА ТЕХНОЛОГИЙ" Автономный индуктивный датчик вибраций
CN105738653A (zh) * 2016-02-18 2016-07-06 三峡大学 高精度光学位移磁悬浮加速度计
CN206990627U (zh) * 2017-07-03 2018-02-09 三峡大学 一种静磁悬浮加速度计模拟检测装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU162586U1 (ru) * 2016-02-03 2016-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ЦЕНТР ТРАНСФЕРА ТЕХНОЛОГИЙ" Автономный индуктивный датчик вибраций
CN105577035A (zh) * 2016-02-18 2016-05-11 三峡大学 空间小磁体悬浮控制方法
CN105629982A (zh) * 2016-02-18 2016-06-01 三峡大学 基于光学位移传感的空间小磁体悬浮控制装置
CN105675920A (zh) * 2016-02-18 2016-06-15 三峡大学 高精度静磁悬浮加速度计
CN105738653A (zh) * 2016-02-18 2016-07-06 三峡大学 高精度光学位移磁悬浮加速度计
CN206990627U (zh) * 2017-07-03 2018-02-09 三峡大学 一种静磁悬浮加速度计模拟检测装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113303909A (zh) * 2021-05-18 2021-08-27 中国矿业大学 一种基于磁传感器阵列的磁控胶囊机器人定位方法及系统
CN113303909B (zh) * 2021-05-18 2022-07-15 中国矿业大学 一种基于磁传感器阵列的磁控胶囊机器人定位方法及系统
CN113606351A (zh) * 2021-08-06 2021-11-05 杭州嘉隆物联网科技有限公司 余油探测智能海底阀及使用方法
CN113928428A (zh) * 2021-10-28 2022-01-14 杭州容大智造科技有限公司 一种用于记录货运过程中货箱运动的记录系统
CN113928428B (zh) * 2021-10-28 2022-09-02 杭州容大智造科技有限公司 一种用于记录货运过程中货箱运动的记录系统

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