CN116978659B - 一种石英挠性加速度计力矩器充退磁装置及应用方法 - Google Patents

一种石英挠性加速度计力矩器充退磁装置及应用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种石英挠性加速度计力矩器充退磁装置及应用方法,本发明的充退磁装置包括控制模块、充磁电路、退磁电路、切换开关、充退磁线圈和用于安装力矩器的力矩器工装,充磁电路、退磁电路、切换开关的控制端分别与控制模块相连,充磁电路、退磁电路的输出端通过切换开关与充退磁线圈选通连接,力矩器工装插设布置在充退磁线圈中,力矩器工装上设有磁场检测传感器,磁场检测传感器的输出端与控制模块相连。本发明旨在针对解决现有力矩器充退磁方法无法实现高精度定量的磁感应强度问题和手动线下测量磁场值问题,实现充退磁线圈的控制和磁场检测之间的闭环控制连接,以用于实现对石英挠性加速度计力矩器的一键全自动定量充退磁。

Description

一种石英挠性加速度计力矩器充退磁装置及应用方法
技术领域
本发明涉及加速度计惯性传感器技术领域,具体涉及一种石英挠性加速度计力矩器充退磁装置及应用方法。
背景技术
石英挠性加速度计是采用石英挠性摆片的一种加速度计惯性传感器,主要由石英摆片组件、电容式传感器、伺服控制系统(包含力矩器和伺服电路)三个关键部分组成,具有力反馈的平衡调节系统,以牛顿惯性定律作为理论基础,石英摆片组件的质量不依赖于参考系,通过测量摆片组件加速时的惯性力来工作。力矩器是石英加速度计的一个组件,用于在静磁场中根据电容式传感器输出的电流信号产生反馈力矩以使得石英摆片组件恢复到平衡位置。由于力矩器提供的周向静磁场的磁感应强度均匀性对石英挠性加速度精度影响甚大,因此需要对力矩器进行充退磁。现有力矩器的充退磁方法为通过充磁机对力矩器进行正向饱和充磁,再对力矩器反向退磁,利用特斯拉计手动测量磁场分布情况,与目标值相差较大时,须调节充磁电流再不断重复以上操作。现有力矩器的充退磁方法具有以下缺陷:退磁后的力矩器剩磁量不可控,无法做到定量精确充退磁,从而影响高品质加速度计的良品率;充退磁过程中不能实时显示磁场分布值情况,操作烦繁,充退磁效率低下;周向磁场分布点的值相差较大时,无法进行自适应调整,使周向磁场分布点的值尽可能一致;特斯拉计手动测量准确度低,周向位置误差大,并且只能单点测量,无法实现周向静磁场的均匀性测量。
发明内容
本发明要解决的技术问题:针对现有技术的上述问题,提供一种石英挠性加速度计力矩器充退磁装置及应用方法,本发明旨在针对解决现有力矩器充退磁方法无法实现高精度定量的磁感应强度问题和手动线下测量磁场值问题,实现充退磁线圈的控制和磁场检测之间的闭环控制连接,以用于实现对石英挠性加速度计力矩器的一键全自动定量充退磁。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种石英挠性加速度计力矩器充退磁装置,包括控制模块、充磁电路、退磁电路、切换开关、充退磁线圈和用于安装力矩器的力矩器工装,所述充磁电路、退磁电路、切换开关的控制端分别与控制模块相连,所述充磁电路、退磁电路的输出端通过切换开关与充退磁线圈选通连接,所述力矩器工装插设布置在充退磁线圈中,所述力矩器工装上设有磁场检测传感器,所述磁场检测传感器的输出端与控制模块相连;
所述控制模块用于控制切换开关选通充磁电路,并通过充磁电路和充退磁线圈为力矩器进行饱和充磁,
所述控制模块还用于在力矩器进行饱和充磁后获取磁场检测传感器检测的磁感应强度,并根据所述磁感应强度和给定的目标磁感应强度之间的差值确定退磁参数,再控制切换开关选通退磁电路,并根据所述退磁参数通过退磁电路和充退磁线圈为力矩器进行退磁,以使力矩器退磁至目标磁感应强度。
可选地,所述力矩器工装上设有可转动的导磁条,所述导磁条与控制模块电连接,所述控制模块还用于控制导磁条在力矩器工装、充退磁线圈的内壁之间转动,以使导磁条对转动位置进行磁场补偿;所述磁场检测传感器的数量为多个,其中一个作为为参考测点,安装在力矩器工装的半圆形处的侧壁上,其余作为标准测点,分布在力矩器工装的四周侧壁上;
所述控制模块在力矩器进行饱和充磁后获取磁场检测传感器检测的磁感应强度,并根据所述磁感应强度和给定的目标磁感应强度之间的差值确定退磁参数,再控制切换开关选通退磁电路,并根据所述退磁参数通过退磁电路和充退磁线圈为力矩器进行退磁,以使力矩器退磁至目标磁感应强度,具体包括:
在力矩器进行饱和充磁后获取多个磁场检测传感器检测的磁感应强度,并根据所有标准测点的平均磁感应强度、给定的目标磁感应强度之间的差值确定退磁参数,再控制切换开关选通退磁电路,并通过退磁电路和充退磁线圈为力矩器进行退磁,
在力矩器进行退磁后获取多个磁场检测传感器检测的磁感应强度,并判断各个标准测点的磁感应强度等于给定的目标磁感应强度、且各个标准测点与参考测点的磁感应强度之间的差值均小于设定值是否同时成立,若同时成立,则结束并退出;否则,控制导磁条转动一周并分别获取在不同转动位置下各个标准测点和参考测点的磁感应强度,计算同一转动位置下各个标准测点与参考测点的磁感应强度之间的最小差值,找到转动一周中该最小差值最小的位置作为目标转动位置,控制导磁条转动至目标转动位置。
可选地,所述力矩器工装底部连接有升降机构,所述升降机构至少具有用于将力矩器工装升降调节至充退磁线圈内孔中的第一升降调节位置以及将力矩器工装升降调节至充退磁线圈内孔外以用于拆卸力矩器的第二升降调节位置,所述升降机构的控制端与控制模块相连。
可选地,还包括外壳,所述控制模块、充磁电路、退磁电路、切换开关、充退磁线圈、力矩器工装、磁场检测传感器以及升降机构均安装在外壳内,且所述外壳的顶部设有开孔,所述力矩器工装位于第二升降调节位置时使得力矩器工装的末端平齐开孔或伸出于开孔外以便于拆卸力矩器。
可选地,所述充退磁线圈底部设有安装支架,所述安装支架包括安装底板和多根支撑柱,所述安装底板上带有力矩器工装或者可供升降机构通过的内孔,所述充退磁线圈底部安装在安装底板上,所述安装底板通过多根支撑柱安装固定在外壳的底板上。
可选地,所述力矩器工装的外壁上设有多个安装槽,所述磁场检测传感器及其连接电缆或者柔性连接电路板分别安装在安装槽中且通过封胶固定。
可选地,所述力矩器工装的底部设有转台,所述转台的控制端与控制模块相连,所述导磁条安装在所述转台上。
可选地,所述力矩器工装采用不导磁材料制成,所述导磁条采用导磁材料制成。
本发明还提供一种上述的石英挠性加速度计力矩器充退磁装置的应用方法,包括:
S101,所述控制模块控制切换开关选通充磁电路,并通过充磁电路和充退磁线圈为力矩器进行饱和充磁;
S102,所述控制模块在力矩器进行饱和充磁后获取磁场检测传感器检测的磁感应强度,并根据所述磁感应强度和给定的目标磁感应强度之间的差值确定退磁参数,再控制切换开关选通退磁电路,并根据所述退磁参数通过退磁电路和充退磁线圈为力矩器进行退磁,以使力矩器退磁至目标磁感应强度。
可选地,所述力矩器工装上设有可转动的导磁条,所述导磁条与控制模块电连接,所述控制模块还用于控制导磁条在力矩器工装、充退磁线圈的内壁之间转动,以使导磁条对转动位置进行磁场补偿;所述磁场检测传感器的数量为多个,其中一个作为为参考测点,安装在力矩器工装的半圆形处的侧壁上,其余作为标准测点,分布在力矩器工装的四周侧壁上;
步骤S102具体包括:
所述控制模块在力矩器进行饱和充磁后获取多个磁场检测传感器检测的磁感应强度,并根据所有标准测点的平均磁感应强度、给定的目标磁感应强度之间的差值确定退磁参数,再控制切换开关选通退磁电路,并通过退磁电路和充退磁线圈为力矩器进行退磁,
所述控制模块在力矩器进行退磁后获取多个磁场检测传感器检测的磁感应强度,并判断各个标准测点的磁感应强度等于给定的目标磁感应强度、且各个标准测点与参考测点的磁感应强度之间的差值均小于设定值是否同时成立,若同时成立,则结束并退出;否则,控制导磁条转动一周并分别获取在不同转动位置下各个标准测点和参考测点的磁感应强度,计算同一转动位置下各个标准测点与参考测点的磁感应强度之间的最小差值,找到转动一周中该最小差值最小的位置作为目标转动位置,控制导磁条转动至目标转动位置。
和现有技术相比,本发明主要具有下述优点:本发明包括控制模块、充磁电路、退磁电路、切换开关和充退磁线圈,充磁电路、退磁电路、切换开关的控制端分别与控制模块相连,所述充磁电路、退磁电路的输出端通过切换开关与充退磁线圈选通连接,从而可实现对充退磁线圈的充退磁自动控制;而且,本发明力矩器工装上设有磁场检测传感器,所述磁场检测传感器的输出端与控制模块相连,可解决现有力矩器充退磁方法无法实现高精度定量的磁感应强度问题和手动线下测量磁场值问题,实现充退磁线圈的控制和磁场检测之间的闭环控制连接,以用于实现对石英挠性加速度计力矩器的一键全自动定量充退磁。
附图说明
图1为本发明实施例充退磁装置的控制原理示意图。
图2为本发明实施例充退磁装置拆除外壳部分的立体结构示意图。
图3为本发明实施例充退磁装置拆除外壳及充退磁线圈部分的立体结构示意图。
图4为本发明实施例中力矩器工装的立体结构示意图。
图5为本发明实施例充退磁装置的局部剖视结构示意图。
图6为本发明实施例中力矩器工装的俯视结构示意图。
图7为本发明实施例中理想的圆周曲线示意图。
图8为本发明实施例中实际不理想的圆周曲线示意图。
图9为本发明实施例中的B-H磁滞回曲线。
图例说明:1、控制模块;11、控制器;12、人机交互模块;2、充磁电路;3、退磁电路;4、切换开关;5、充退磁线圈;51、安装支架;511、安装底板;512、支撑柱;6、力矩器工装;61、安装槽;62、转台;63、导磁条;7、磁场检测传感器;8、升降机构;9、外壳;91、开孔。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示,本实施例提供一种石英挠性加速度计力矩器充退磁装置包括控制模块1、充磁电路2、退磁电路3、切换开关4、充退磁线圈5和用于安装力矩器的力矩器工装6,充磁电路2、退磁电路3、切换开关4的控制端分别与控制模块1相连,充磁电路2、退磁电路3的输出端通过切换开关4与充退磁线圈5选通连接,力矩器工装6插设布置在充退磁线圈5中,力矩器工装6上设有磁场检测传感器7,磁场检测传感器7的输出端与控制模块1相连。本实施例石英挠性加速度计力矩器充退磁装置可实现对充退磁线圈5的充退磁自动控制,可解决现有力矩器充退磁方法无法实现高精度定量的磁感应强度问题和手动线下测量磁场值问题,实现充退磁线圈的控制和磁场检测之间的闭环控制连接,以用于实现对石英挠性加速度计力矩器的一键全自动定量充退磁。
如图1所示,本实施例中控制模块1包括相互连接的控制器11和人机交互模块12。具体地,本实施例中控制器11采用嵌入式控制器,此外也可以根据需要采用其他类型的控制器。本实施例中人机交互模块12包括触摸屏和按钮,且设置在外壳9上,如图5所示;通过触摸屏上的充退磁时设置,手动启动按扭,便可以实现一键式操作,中途有突发情况,可以按下急揨按扭。此外人机交互模块12也可以根据需要采用其他类型的人机交互设备。此外本实施例还包括变压器、整流器、放电电容等外围电路,用于为控制模块1、充磁电路2、退磁电路3等提供电源或者脉动电流。
充磁电路2、退磁电路3用于驱动充退磁线圈5以实现充、退磁。充磁电路2、退磁电路3可直接采用与现有石英挠性加速度计力矩器的充、退磁电路,本实施例不涉及针对充磁电路2、退磁电路3的改进,故其实现在此不再详述。
本实施例中,切换开关4为二选一可控开关,用于在控制模块1的控制下,将在充磁电路2、退磁电路3两者中选通一路与充退磁线圈5相连以切换充退磁工况。
充退磁线圈5用于产生大磁场供力矩器的永磁材料充退磁。
力矩器工装6用于安装力矩器(如图1和图2中的a所示)。其形状可以根据力矩器的形状来进行设计。例如本实施例中力矩器工装6包括圆形底座,圆形底座上设有安装台,安装台的整体结构为圆柱形且一侧设有沿径向突出的半圆形以用于和力矩器配合。
如图1和图2所示,本实施例中力矩器工装6底部连接有升降机构8,升降机构8至少具有用于将力矩器工装6升降调节(如图1中直线箭头所示)至充退磁线圈5内孔中的第一升降调节位置以及将力矩器工装6升降调节(如图1中直线箭头所示)至充退磁线圈5内孔外以用于拆卸力矩器的第二升降调节位置,升降机构8的控制端与控制模块1相连,以用于实现力矩器的送料和下料。本实施例中,升降机构8设置在充退磁线圈5的轴心位置,安装时需要保证其同轴度,使周向磁场更趋于均匀。升降机构8具体采用推杆电机,和力矩器工装6之间采用螺纹固定连接。此外也可以根据需要其他具有升降功能的机械结构或者机械和电气结合的结构,并且动力可以根据需要采用电动、气动、液压油驱动甚至手动控制等。
如图5所示,本实施例还包括外壳9,控制模块1、充磁电路2、退磁电路3、切换开关4、充退磁线圈5、力矩器工装6、磁场检测传感器7以及升降机构8均安装在外壳9内,且外壳9的顶部设有开孔91,力矩器工装6位于第二升降调节位置时使得力矩器工装6的末端平齐开孔91或伸出于开孔91外以便于拆卸力矩器。如图2、图3和图5所示,本实施例的外壳9采用箱体式设计,带有脚轮和脚杯,方便搬运和固定。充退磁状态下升降机构8将力矩器工装6升降调节至充退磁线圈5内孔中,使其隔离在外壳9的内部受到作业保护和防护。
如图2所示,本实施例中充退磁线圈5底部设有安装支架51,安装支架51包括安装底板511和多根支撑柱512,安装底板511上带有力矩器工装6或者可供升降机构8通过的内孔,充退磁线圈5底部安装在安装底板511上,安装底板511通过多根支撑柱512安装固定在外壳9的底板上。
为了解决无法对力矩器周向磁场均匀性进行测量且测量精度低等问题,如图4所示,本实施例中磁场检测传感器7的数量为多个,且多个磁场检测传感器7安装布置在力矩器工装6的四周侧壁上。磁场检测传感器7的数量可以根据需要设计,作为一种可选的实施方式,本实施例中磁场检测传感器7的数量为四个,一个安装在力矩器工装6的半圆形处的侧壁上(测量值为参考值,不作为充退磁算法的输入数据),其余三个磁场检测传感器7均匀安装布置在力矩器工装6的四周侧壁上(为标准测量点)。
如图4所示,本实施例中力矩器工装6的外壁上设有多个安装槽61,磁场检测传感器7及其柔性连接电路板(也可称为柔性连接排线,也可以采用连接电缆)分别安装在安装槽61中且通过封胶(例如环氧树脂胶)固定。该结构不仅可以有效测量力矩器的气隙磁感应强度,还能保护易损易坏的磁场检测传感器7。通过将磁场检测传感器7预埋在力矩器定位工装6内,力矩器工装6与力矩器采用精密配合定位,保证力矩器测量点放置位置的精准度,从而保证测量位置一致性,提高测量精度。
为了解决力矩器周向磁场分布点的磁感应强度值不一致的问题,如图1和图3所示,本实施例中力矩器工装6的底部设有转台62,转台62的控制端与控制模块1相连,转台62上安装有导磁材料制成的导磁条63,导磁条63在转台62的驱动下在力矩器工装6、充退磁线圈5的内壁之间转动(如图1中圆弧箭头所示)以用于对转动位置进行磁场补偿,有效调整力矩器周向某点磁感应强度较低的问题,从而使力矩器周向磁场趋于均匀、准确度高,有力保证不均匀场的补偿效果,从而能够解决力矩器周向磁场分布点的磁感应强度值不一致的问题。本实施例中,力矩器工装6采用不导磁材料制成,如铝合金,铜合金等。导磁条63具体采用纯铁制成,此外也可以根据需要采用其他导磁材料。本实施例中,转台62采用伺服转台,此外也可以根据需要采用可步进电机控制的转台或者其他可实现转动角度精确控制的转台结构,在此不再一一列举说明。
磁场检测传感器7可以根据需要采用所需的磁场传感器,例如作为一种可选的实施方式,本实施例中采用霍尔传感器。
本实施例还提供一种石英挠性加速度计力矩器充退磁装置的应用方法,包括:
S101,通过控制模块1控制切换开关4选通充磁电路2,并通过充磁电路2和充退磁线圈5为力矩器进行一次饱和充磁;本实施例中,充磁时会自动测量四个磁场检测传感器7处的磁场并显示在触摸屏上,测量值不发生变化即充磁完成;
S102,将力矩器的圆形凸出部一侧的一个磁场检测传感器7作为参考测点,其余的磁场检测传感器7作为标准测点,检测各个标准测点的磁感应强度,并根据所有标准测点的平均磁感应强度、给定的目标磁感应强度之间的差值确定退磁参数,通过控制模块1控制切换开关4选通退磁电路3,并通过退磁电路3和充退磁线圈5为力矩器进行一次退磁;
S103,判断各个标准测点的磁感应强度等于给定的目标磁感应强度、且各个标准测点与参考测点的磁感应强度之间的差值均小于设定值(可根据实际需要设定,例如本实施例中具体取值为20Gs)是否同时成立,若同时成立,则结束并退出;否则,通过转台62控制导磁条63转动一周并分别测量在不同的转动位置下各个标准测点和参考测点的磁感应强度,计算不同的转动位置下各个标准测点与参考测点的磁感应强度之间的最小差值,并找到最小差值最小的位置作为目标转动位置,通过转台62控制导磁条63转动目标转动位置,跳转步骤S101。
本实施例不均匀磁场自适应控制的原理如下:针对各个标准测点之间的磁场偏差,利用导磁条63在局部进行主动干预磁场分布,导磁条63转动到某一转动位置下时,则由于导磁条63材料的磁阻很小,易于磁通,可使导磁体周边的磁性增强,故磁场增强,从而使磁场偏低的位置得到增强。如果不均匀磁场自适应控制未启动时,通过转台62控制导磁条63转动至参考测点,不进行磁场主动干预,参考测点因有大开口,气隙大,使得导磁条63对局部的影响最小。在极坐标轴下,若将四个测点的数值采用最小二乘法进行数值拟合获得圆周曲线。理想情况下,三个标准测点拟合的曲线是个等半径的圆弧,参考测点处的测量值偏小,得到发生凹陷的圆周曲线,如图7中的曲线b所示;非理想情况下,三个标准测点的值不同拟合的曲线带有拐点,不能形成一个等半径的圆弧,同时软磁体在外界磁场作用下周围产生的磁场分布曲线类似于中间大、两侧小的圆弧线构成的圆周曲线,如图8中的曲线c所示,此时通过导磁条63的磁场如图8中的曲线d所示,可对圆周曲线(曲线c)进行幅值叠加则会影响标准测点的值,叠加后得到的圆周曲线(曲线e)所示。因此,通过转台62控制导磁条63转动一周并分别测量在不同的转动位置下各个标准测点和参考测点的磁感应强度,计算不同的转动位置下各个标准测点与参考测点的磁感应强度之间的最小差值,并找到最小差值最小的位置作为需要进行磁场补偿的目标转动位置。例如本实施例得到的目标转动位置为f,其对应的极坐标角度为g,如图8所示。由此可见,本实施例石英挠性加速度计力矩器充退磁装置的应用方法将磁场检量与充退磁控制进行有效的集成,而且结合步骤S103的不均匀磁场自适应控制,能够实现局部放大磁场从而有效增大磁场偏低的位置,再通过针对该位置进行充磁和退磁,即可有效使得更快满足收敛条件(各个标准测点的磁感应强度等于给定的目标磁感应强度、且各个标准测点与参考测点的磁感应强度之间的差值均小于设定值)。充退磁过程的B-H磁滞回曲线如图9所示,其中纵坐标B表示磁感应强度,横坐标H表示磁场。其包括三种曲线:起始磁化曲线h1:图中的原点0表示磁化之前硬磁物质处于磁中性状态,即B=H=0,当磁场H从零开始增加时,磁感应强度B随之缓慢上升,继之磁感应强度B随磁场H迅速增长,其后磁感应强度B的增长又趋缓慢,并当磁场H增至一定值时,磁感应强度B到达饱和值。磁滞曲线h2:当磁场H从磁场饱和值逐渐减小至零,磁感应强度B并不沿起始磁化曲线恢复到“0”点,而是沿另一条新的曲线下降,磁场H减小磁感应强度B相应也减小,但磁感应强度B的变化滞后于磁场H的变化,这现象称为磁滞,磁滞的明显特征是当H=0时,磁感应强度B不为零,而保留剩磁。退磁曲线h3:当磁场H反向从0逐渐变大时,磁感应强度B降为0,说明要消除剩磁,必须施加反向磁场,它的大小反映磁性材料保持剩磁状态的能力。
步骤S102中根据所有标准测点的平均磁感应强度、给定的目标磁感应强度之间的差值确定退磁参数可根据需要采用PID控制等各类闭环控制算法,退磁参数为控制充退磁线圈5的调节参数,例如一般包括脉动电流、充磁电压、硬磁材料特性参数等调节参数。
本实施例中,步骤S101之前还包括:1)开机初始化,控制模块1发出命令控制升降机构8上升,将力矩器工装6推出位于第二升降调节位置使得力矩器工装6的末端平齐开孔91或伸出于开孔91外;2)在人机交互模块12的触摸屏上设置目标磁感应强度;3)人工将力矩器放入到力矩器工装6中,然后按下人机交互模块12的启动键,升降机构8下降带动力矩器下降到充退磁线圈5中。因此,在预先设置好目标磁感应强度的情况下,本实施例石英挠性加速度计力矩器充退磁装置的全程全自动实现,只需人工将产品放入和取出,操作简单、方便、快捷,能够有效提升力矩器定量充退磁的质量和效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种石英挠性加速度计力矩器充退磁装置,其特征在于,包括控制模块(1)、充磁电路(2)、退磁电路(3)、切换开关(4)、充退磁线圈(5)和用于安装力矩器的力矩器工装(6),所述充磁电路(2)、退磁电路(3)、切换开关(4)的控制端分别与控制模块(1)相连,所述充磁电路(2)、退磁电路(3)的输出端通过切换开关(4)与充退磁线圈(5)选通连接,所述力矩器工装(6)插设布置在充退磁线圈(5)中,所述力矩器工装(6)上设有磁场检测传感器(7),所述磁场检测传感器(7)的输出端与控制模块(1)相连;
所述控制模块(1)用于控制切换开关(4)选通充磁电路(2),并通过充磁电路(2)和充退磁线圈(5)为力矩器进行饱和充磁,
所述控制模块(1)还用于在力矩器进行饱和充磁后获取磁场检测传感器(7)检测的磁感应强度,并根据所述磁感应强度和给定的目标磁感应强度之间的差值确定退磁参数,再控制切换开关(4)选通退磁电路(3),并根据所述退磁参数通过退磁电路(3)和充退磁线圈(5)为力矩器进行退磁,以使力矩器退磁至目标磁感应强度;
所述力矩器工装(6)上设有可转动的导磁条(63),所述导磁条(63)与控制模块(1)电连接,所述控制模块(1)还用于控制导磁条(63)在力矩器工装(6)、充退磁线圈(5)的内壁之间转动,以使导磁条(63)对转动位置进行磁场补偿;所述磁场检测传感器(7)的数量为多个,其中一个作为为参考测点,安装在力矩器工装(6)的半圆形处的侧壁上,其余作为标准测点,分布在力矩器工装(6)的四周侧壁上;
所述控制模块(1)在力矩器进行饱和充磁后获取磁场检测传感器(7)检测的磁感应强度,并根据所述磁感应强度和给定的目标磁感应强度之间的差值确定退磁参数,再控制切换开关(4)选通退磁电路(3),并根据所述退磁参数通过退磁电路(3)和充退磁线圈(5)为力矩器进行退磁,以使力矩器退磁至目标磁感应强度,具体包括:
在力矩器进行饱和充磁后获取多个磁场检测传感器(7)检测的磁感应强度,并根据所有标准测点的平均磁感应强度、给定的目标磁感应强度之间的差值确定退磁参数,再控制切换开关(4)选通退磁电路(3),并通过退磁电路(3)和充退磁线圈(5)为力矩器进行退磁,
在力矩器进行退磁后获取多个磁场检测传感器(7)检测的磁感应强度,并判断各个标准测点的磁感应强度等于给定的目标磁感应强度、且各个标准测点与参考测点的磁感应强度之间的差值均小于设定值是否同时成立,若同时成立,则结束并退出;否则,控制导磁条(63)转动一周并分别获取在不同转动位置下各个标准测点和参考测点的磁感应强度,计算同一转动位置下各个标准测点与参考测点的磁感应强度之间的最小差值,找到转动一周中该最小差值最小的位置作为目标转动位置,控制导磁条(63)转动至目标转动位置。
2.根据权利要求1所述的石英挠性加速度计力矩器充退磁装置,其特征在于,所述力矩器工装(6)底部连接有升降机构(8),所述升降机构(8)至少具有用于将力矩器工装(6)升降调节至充退磁线圈(5)内孔中的第一升降调节位置以及将力矩器工装(6)升降调节至充退磁线圈(5)内孔外以用于拆卸力矩器的第二升降调节位置,所述升降机构(8)的控制端与控制模块(1)相连。
3.根据权利要求2所述的石英挠性加速度计力矩器充退磁装置,其特征在于,还包括外壳(9),所述控制模块(1)、充磁电路(2)、退磁电路(3)、切换开关(4)、充退磁线圈(5)、力矩器工装(6)、磁场检测传感器(7)以及升降机构(8)均安装在外壳(9)内,且所述外壳(9)的顶部设有开孔(91),所述力矩器工装(6)位于第二升降调节位置时使得力矩器工装(6)的末端平齐开孔(91)或伸出于开孔(91)外以便于拆卸力矩器。
4.根据权利要求3所述的石英挠性加速度计力矩器充退磁装置,其特征在于,所述充退磁线圈(5)底部设有安装支架(51),所述安装支架(51)包括安装底板(511)和多根支撑柱(512),所述安装底板(511)上带有力矩器工装(6)或者可供升降机构(8)通过的内孔,所述充退磁线圈(5)底部安装在安装底板(511)上,所述安装底板(511)通过多根支撑柱(512)安装固定在外壳(9)的底板上。
5.根据权利要求4所述的石英挠性加速度计力矩器充退磁装置,其特征在于,所述力矩器工装(6)的外壁上设有多个安装槽(61),所述磁场检测传感器(7)及其连接电缆或者柔性连接电路板分别安装在安装槽(61)中且通过封胶固定。
6.根据权利要求4所述的石英挠性加速度计力矩器充退磁装置,其特征在于,所述力矩器工装(6)的底部设有转台(62),所述转台(62)的控制端与控制模块(1)相连,所述导磁条(63)安装在所述转台(62)上。
7.根据权利要求6所述的石英挠性加速度计力矩器充退磁装置,其特征在于,所述力矩器工装(6)采用不导磁材料制成,所述导磁条(63)采用导磁材料制成。
8.一种权利要求1~7中任意一项所述的石英挠性加速度计力矩器充退磁装置的应用方法,其特征在于,包括:
S101,所述控制模块(1)控制切换开关(4)选通充磁电路(2),并通过充磁电路(2)和充退磁线圈(5)为力矩器进行饱和充磁,
S102,所述控制模块(1)在力矩器进行饱和充磁后获取磁场检测传感器(7)检测的磁感应强度,并根据所述磁感应强度和给定的目标磁感应强度之间的差值确定退磁参数,再控制切换开关(4)选通退磁电路(3),并根据所述退磁参数通过退磁电路(3)和充退磁线圈(5)为力矩器进行退磁,以使力矩器退磁至目标磁感应强度;
述力矩器工装(6)上设有可转动的导磁条(63),所述导磁条(63)与控制模块(1)电连接,所述控制模块(1)还用于控制导磁条(63)在力矩器工装(6)、充退磁线圈(5)的内壁之间转动,以使导磁条(63)对转动位置进行磁场补偿;所述磁场检测传感器(7)的数量为多个,其中一个作为为参考测点,安装在力矩器工装(6)的半圆形处的侧壁上,其余作为标准测点,分布在力矩器工装(6)的四周侧壁上;
步骤S102具体包括:
所述控制模块(1)在力矩器进行饱和充磁后获取多个磁场检测传感器(7)检测的磁感应强度,并根据所有标准测点的平均磁感应强度、给定的目标磁感应强度之间的差值确定退磁参数,再控制切换开关(4)选通退磁电路(3),并通过退磁电路(3)和充退磁线圈(5)为力矩器进行退磁,
所述控制模块(1)在力矩器进行退磁后获取多个磁场检测传感器(7)检测的磁感应强度,并判断各个标准测点的磁感应强度等于给定的目标磁感应强度、且各个标准测点与参考测点的磁感应强度之间的差值均小于设定值是否同时成立,若同时成立,则结束并退出;否则,控制导磁条(63)转动一周并分别获取在不同转动位置下各个标准测点和参考测点的磁感应强度,计算同一转动位置下各个标准测点与参考测点的磁感应强度之间的最小差值,找到转动一周中该最小差值最小的位置作为目标转动位置,控制导磁条(63)转动至目标转动位置。
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