冯永政

摘 要： 设计一款角度传感器用于高精度液浮陀螺。该角度传感器由转子线圈在定子激磁气隙磁场中的转动来感测变化的角度并输出与角度成比例的电压信号。定子和转子骨架采用超硬铝材料制作，不含铁无电磁吸力，保证了陀螺零位的稳定性和重复性。通过样机抽测证实该角度传感器的线性度高，非线性误差小于5?，相比原来的微动同步器，综合成本大大降低，可靠性得到提高，适合批量生产。

关键词： 液浮陀螺； 角度传感器； 硬铝骨架； 低成本； 微动同步器； 电压信号

中图分类号： TN911.7?34； TP212.9 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）20?0088?05

Abstract： An angle sensor is designed for the high?precision liquid floated gyro. In the sensor， the varying angles are sensed and measured by means of the rotation of the rotor coil in the stator exciting air?gap magnetic field， and voltage signals proportional to angles are output. The stator and rotor skeletons are made of super hard aluminum material without any iron contained or electromagnetic attraction， which ensures the stability and repeatability of the gyro′s zero position. The test of randomly?selected prototypes was carried out. The results verified that the angle sensor has high linearity （non?linearity error is smaller than 5?）， and in comparison with the original microsyn， has greatly?reduced comprehensive cost and improved reliability， and is suitable for mass production.

Keywords： liquid floated gyro； angle sensor； hard aluminum skeleton； low cost； microsyn； voltage signal

0 引 言

角度传感器是液浮陀螺不可缺少的关键元件之一，它将陀螺浮子的机械角位移转换成电信号，用于敏感陀螺浮子转动的角位移，将角位移转换为成正比的交流电压信号[1?3]，并将电压信号输入给放大器用来产生反馈电流。角度传感器的种类很多，在陀螺仪中常用的有：电容传感器、光电传感器、液体开关式、电位器式、霍尔效应感应器、电感传感器、微动同步器、动圈式传感器等[4]。根据陀螺类型和精度要求的不同，所采用的角度传感器类型也大不相同。例如目前国内的研制单位常将液体开关式角度传感器用于垂直陀螺，典型使用单位如中航212厂；而电位器式角度传感器则主要用于燃气陀螺，如中航141厂及兵器203所；电感传感器则主要用在动力调谐陀螺仪上，典型研究机构有中航141厂和中航613所及东南大学；微动同步器则主要用于液浮扭杆式陀螺（开环结构）和液浮速率积分陀螺（闭环结构），典型研究单位有南航、北航、西工大、中航141厂、中航232厂、天津707所等；……