[发明专利]一种力平衡式闭环角速度传感器

说明书

本发明公开一种力平衡式闭环角速度传感器。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。采用结合弹性元件和光电元件作为敏感元件的优势，应用反馈控制原理闭环控制，提高了力平衡式闭环角速度传感器的检测精度。

技术领域

本发明涉及传感器领域，特别是涉及一种力平衡式闭环角速度传感器。

背景技术

传感器是一种检测装置，能够检测到被测量的变化，然后通过一定的转换规律将被测模拟量转化为数字信号输出，能够实现信息的传输、处理、记录、显示和控制的要求。

在传统的惯性测量中，选用陀螺仪来测量物体运动的角速度，而传统的机械式陀螺仪，可动部件满载量很小，导致量程有限，灵敏度低。为了解决量程有限的问题，采用光学陀螺仪进行惯性测量，但是光学陀螺仪对光源的要求较高，且不便于维护，成本太高；微机械陀螺由于加工工艺复杂，精度低，并没有得到广泛的应用。

传统的测量用传感器都是开环控制，各个环节相互串联，测量精度、动态响应特性及可靠性等都受到了很大限制。由于开环控制，传感器的精度就取决于各个环节的精度，所以要严格控制每个环节的精度才能提高整个传感器的精度，环节越多就会导致传感器的测量精度越低。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高测量精度的力平衡式闭环角速度传感器。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种力平衡式闭环角速度传感器，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。

可选的，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旋转轴；

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。

可选的，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。