[发明专利]MHD角振动传感器的等效检测电路及其频带特性的修正方法

说明书

本发明公开了一种MHD角振动传感器的等效检测电路及其频带特性的修正方法，所述等效检测电路包含：MHD角振动传感器的等效电路以及与MHD角振动传感器的等效电路并联的频带特性补偿电路；MHD角振动传感器的等效电路包括等效初级回路和等效次级回路；等效初级回路在预设的角速率激励下形成交变的感生电流，等效次级回路耦合所述等效初级回路中交变的感生电流的磁场而输出电压信号，频带特性补偿电路对所述电压信号的频率特性平直性进行修正。本发明实现了对MHD角振动传感器进行角振动速率的测量，提高频率响应平直性。

技术领域

本发明涉及宽频微角振动速率传感器的检测技术领域，特别涉及一种MHD角振动传感器的等效检测电路及其频带特性的修正方法。

背景技术

导电液体作为惯性质量单元与固定在外壳中的磁场发生切割运动的时候，在垂直于磁场的方向会产生电动势，该电动势与切割运动的速度变化唯一相关，这就是磁流体动力学(MagneticHydraulicDynamics，MHD)效应。由于这种惯性器件可动部分为液体，因此无磨损、低漂移，因此已经成为微角振动监测的主要技术手段，在高精度卫星平台指向控制、高精度加工平台稳定性控制中作为传感获取反馈多有应用。

目前基本使用短接导电流体两级形成电流回路，并通过高精度的电流互感器将感应信号取出的办法。但是，这种微角振动信号是一种宽频带信号，可以看做为带通滤波器。电流互感器一般具有一定的频率响应特性，但是由于互感器的电气参数例如电感、磁芯的工作点、寄生电容等都是随频率变化的，因此很难得到一种理想的带通特性，即在输入相同强度而在一定频率范围内变化的激励信号，得到平直的输出。在没有平直输出的前提下，信号输出既是激励角振动信号强度的函数，又是激励信号频率的函数，因此无法进行角振动速率的测量,需要通过后续电路的补偿予以纠正。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MHD角振动传感器的等效检测电路及其频带特性的修正方法，实现对MHD角振动传感器进行角振动速率的测量，提高频率响应平直性的目的。

为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现，

一种MHD角振动传感器的等效检测电路，包含：MHD角振动传感器的等效电路以及与所述MHD角振动传感器的等效电路并联的频带特性补偿电路；所述MHD角振动传感器的等效电路包括等效初级回路和等效次级回路；所述等效初级回路在预设的角速率激励下形成交变的感生电流，所述等效次级回路耦合所述等效初级回路中交变的感生电流的磁场而输出电压信号，所述频带特性补偿电路对所述电压信号的频率特性平直性进行修正。

进一步的，所述等效初级回路由信号源V_z、感生电流回路铜损电阻R₁、感生电流回路电感L₁串联形成；所述等效次级回路由电流互感器线圈电感L₂，电流互感器线圈的铜损电阻R₂，电流互感器线圈的并联寄生电容C串联形成；通过互感L实现所述等效初级回路与等效次级回路的能量耦合。

进一步的，所述频带特性补偿电路通过补偿电阻R₃、补偿电容C₁串联后与所述等效次级回路的输出端并联后形成，其输出信号V_o由所述补偿电容C₁两端取出。

进一步的，MHD角振动传感器包括：导电液体、电流互感器线圈、导电柱和电极；所述导电柱的两端分别连接所述电极，所述电流互感器线圈套置在所述导电柱上，所述导电液体位于所述电流互感器线圈外侧。

另一方面，一种基于如上文所述的MHD角振动传感器的等效检测电路的频带特性的修正方法，包含以下过程：根据基尔霍夫定律，所述MHD角振动传感器的等效检测电路方程为：

R₁I₁+sL₁I₁-sLI₂＝V_z