[发明专利]一种力平衡式闭环角速度传感器

权利要求书

1.一种力平衡式闭环角速度传感器，其特征在于，所述传感器包括：

外壳、设置在所述外壳内部的测量部和设置在所述外壳外部的连接部；

所述测量部用于处理检测信号，所述连接部用于连接所述测量部与待测物；

所述测量部包括两个敏感元件结构、转子、中心轴、导电轴承；

所述两个敏感元件结构对称分布在所述转子上；

所述中心轴与所述外壳固定连接；

所述导电轴承的内圈连接所述中心轴，所述导电轴承的外圈连接所述转子；

所述转子的小径部分为所述连接部，所述连接部与所述待测物连接，所述待测物带动所述连接部转动；

所述转子的大径部分为所述测量部；

每个所述敏感元件结构具体包括：电磁线圈、两个光敏电阻、两个弹性梁、两个发光二极管、铁磁性质量块；

所述电磁线圈沿所述转子直径方向对称固定安装，两个所述电磁线圈的轴线重合且平行于所述转子的端面且通过所述中心轴；

所述电磁线圈的截面与所述铁磁性质量块的截面位置正对；

所述铁磁性质量块的两个对称侧面的中心位置分别都设置有所述弹性梁；

所述弹性梁的另一端固定设置在所述转子上；

两个所述发光二极管与两个所述光敏电阻相对设置在所述铁磁性质量块的两侧；

所述传感器还包括：反馈电路，所述反馈电路包括运算放大器和桥电路；

所述桥电路与所述运算放大器连接；

所述电磁线圈与所述运算放大器连接。

2.根据权利要求1所述的一种力平衡式闭环角速度传感器，其特征在于，所述铁磁性质量块沿径向产生偏移，所述光敏电阻的阻值随光照强度的变化而反向变化，所述反馈电路中的桥电路产生输出电压；

将所述输出电压进行功率放大后输出放大电压；

所述放大电压为所述电磁线圈供电；

所述铁磁性质量块受到电磁力回到平衡位置；

所述放大电压与铁磁性质量块的偏移量成正比；

所述电磁线圈所产生的电磁力大小与所述电磁线圈施加的电源电压成正比；

所述电磁线圈的控制电压与所述转子的角速度的平方成比例，根据公式计算出角速度值；

其中，所述电磁线圈的回路的等效电阻为R，所述电磁线圈的匝数为N，所述铁磁性质量块的质量为m，离心半径为r，所述电磁线圈的控制电压U。

3.根据权利要求1所述的一种力平衡式闭环角速度传感器，其特征在于，所述铁磁性质量块的形状为长方体。

4.根据权利要求1所述的一种力平衡式闭环角速度传感器，其特征在于，所述中心轴采用新型无机非金属的陶瓷材料制成。

5.根据权利要求1所述的一种力平衡式闭环角速度传感器，其特征在于，所述桥电路中设置有两对电阻，分别为光敏电阻对、定值电阻对；

所述光敏电阻对和所述定值电阻对产生电压差经过所述运算放大器进行功率放大后输出放大电压；

所述放大电压为所述电磁线圈的可调电源。