吴 辽，王建青，党建军，杜 鑫，黄 铭

（西安航天精密机电研究所，西安710100）

三浮陀螺仪因其精度高、体积小、寿命长等优点在卫星、航海等领域应用广泛。“三浮”指电机采用动压气浮、浮子组件采用液浮和磁悬浮。高速旋转的电机使浮子形成陀螺效应，输出轴在精密角度传感器和力矩器的闭环控制下完成陀螺力矩检测。其中角度传感器作为三浮陀螺的核心电磁元件，主要作用是敏感陀螺浮子在进动力矩作用下沿输出轴的微小角位移，角度传感器性能的提升是陀螺精度提高的关键技术。其中动圈式角位移传感器是常用的一种传感器，它是靠输出线圈相对激磁线圈之间角位移来改变它们之间的互感系数而形成输出电压信号。动圈式传感器的优点为结构简单、尺寸小，工作时无机械摩擦，寿命长，零位输出和非灵敏区均较小，它的缺点为输出功率小且因动圈有输电引线会产生引线干扰力矩。

随着惯性制导与导航技术的不断发展，以三浮陀螺为代表的机械式陀螺仪系统复杂、开发周期长的问题越来越突出，这就对电磁元件的设计模型和分析计算方法的精确性提出了更高的要求。在产品升级、方案迭代过程，要求动圈式角度传感器在不改变机械接口尺寸和激磁电源的情况下，灵敏度Kp提高30%，激磁电流I1变化不大于10%，零位电压小于5 mV，非线性度优于5%。一直以来，在动圈式传感器的设计中普遍采用场化路的计算方法，在理想条件下对磁场和磁路的情况进行了简化和假设，比如：（1）假设工作气隙内磁场分布均匀；……