專利名稱：一種陀螺起轉(zhuǎn)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種陀螺儀，具體地說是一種陀螺起轉(zhuǎn)的裝置。
背景技術(shù)：
陀螺儀是一種能夠精確地確定運動物體的方位的儀器，它是現(xiàn)代航空， 航海，航天和國防工業(yè)中廣泛使用的一種慣性導(dǎo)航儀器，它的發(fā)展對一個 國家的工業(yè)，國防和其它高科技的發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。陀螺應(yīng) 用在制導(dǎo)系統(tǒng)中能提供準(zhǔn)確的方位、水平、位置、速度和加速度等信號， 通過對這些信號的分析處理，就可以控制導(dǎo)彈按照特定軌跡飛行。檢波技 術(shù)是信號處理領(lǐng)域每常用的方法，通過特珠的檢波方法可以在調(diào)制信號中 將需要的信號提取出來，然后通過處理，最后將信號轉(zhuǎn)換成微處理器可以 處理的數(shù)字信號。頻率測量是陀螺控制領(lǐng)域當(dāng)中的重要環(huán)節(jié)，只有準(zhǔn)確的 測量轉(zhuǎn)動頻率，才能準(zhǔn)確高效的控制陀螺的轉(zhuǎn)速，而穩(wěn)定的陀螺轉(zhuǎn)速是整 個控制系統(tǒng)的穩(wěn)定的前提，為了使得陀螺在使用過程中能夠快速的起轉(zhuǎn)并 達到特定的轉(zhuǎn)速要求，陀螺起轉(zhuǎn)裝置的作用和意義就非常明顯了。而目前 陀螺的起轉(zhuǎn)裝置技術(shù)仍然用傳統(tǒng)的模擬方法檢測陀螺脫落轉(zhuǎn)子位置、陀螺 轉(zhuǎn)速，這樣導(dǎo)致位置檢測不精確，轉(zhuǎn)速測量不準(zhǔn)確。

實用新型內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提 供一種位置檢測精確，轉(zhuǎn)速測量準(zhǔn)確的陀螺起轉(zhuǎn)的裝置。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型釆用的技術(shù)方案是 本實用新型陀螺起轉(zhuǎn)的裝置包括
位置傳感器，對陀螺轉(zhuǎn)子的位置進行檢測；速度傳感器，對陀螺轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)的速度進行檢測；檢波電路，對接收到的位置傳感器的輸入信號進行 檢波，輸出至微處理器；預(yù)處理電路，對接收到的速度傳感器的輸入信號 進行預(yù)處理，輸出至微處理器；微處理器，接收陀螺的位置信號和速度信 號進行處理，在驅(qū)動線圈磁感應(yīng)強度的最大點輸出至功率放大器，并在速 度大于切斷速度時切斷起轉(zhuǎn)電路；功率放大器，對微處理器輸出的控制信 號進行放大處理后輸出至陀螺定子的線圈。
本實用新型還具有通訊電路，負責(zé)與外界通訊，通過遠端控制實時改 變陀螺的切斷速度。
所述檢波電路具有以下結(jié)構(gòu)
變壓器將來自位置傳感器的高頻調(diào)制信號耦合到位置傳感器線圈上，同 時接入平衡橋式檢波電路，位置傳感器線圈將反饋信號輸出給平衡橋式檢波
電路，平衡橋式檢波電路輸出信號經(jīng)濾波器輸出位置信號至處理器。 本實用新型具有以下有益效果及優(yōu)點
1. 位置檢測精確，轉(zhuǎn)速測量準(zhǔn)確。本實用新型釆用精確的位置傳感器 可以精確測量陀螺轉(zhuǎn)子的位置，從而可以在驅(qū)動線圈磁感應(yīng)強的最強點準(zhǔn)
時驅(qū)動功率放大器換向，提高了位置檢測精度及轉(zhuǎn)速測量的準(zhǔn)確度；同時 本實用新型利用微控制器測量陀螺轉(zhuǎn)子的速度，可精確到0.05分/秒，對于 陀螺轉(zhuǎn)速的精確控制、切掉起轉(zhuǎn)電路的最佳時機以及減少系統(tǒng)的等待時間 提高系統(tǒng)的效率起到了關(guān)鍵性的作用；
2. 節(jié)能。由于本實用新型可以在驅(qū)動線圈磁感應(yīng)強度的最大點準(zhǔn)時驅(qū)動 功率放大器換向，最大程度上將電能轉(zhuǎn)化為機械能，因此即可以節(jié)約能源， 這一點在本實用新型釆用電池供電的情況下顯得尤為重要。
3. 可以進行遠端控制。本實用新型備有通訊接口，可以通過該接口實時 設(shè)定和/或控制陀螺的切斷速度。


圖l為坡莫合金的導(dǎo)磁率隨磁場的變化規(guī)律示意圖2為陀螺起轉(zhuǎn)裝置電路結(jié)構(gòu)框圖3為檢波電路結(jié)構(gòu)示意圖4為陀螺起轉(zhuǎn)裝置控制程序流程圖。
具體實施方式
如圖2所示，本實用新型的結(jié)構(gòu)如下位置傳感器，對陀螺轉(zhuǎn)子的位
置進行檢測；速度傳感器，對陀螺轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度進行檢測；檢波電路， 對接收到的位置傳感器的輸入信號進行檢波，輸出至微處理器；預(yù)處理電 路，對接收到的速度傳感器的輸入信號進行預(yù)處理，輸出至微處理器；微 處理器，接收陀螺的位置信號和角速度信號進行處理，在驅(qū)動線圈磁感應(yīng) 強度的最大點輸出至功率放大器，并在速度大于切斷速度時切斷起轉(zhuǎn)電路; 功率放大器，對微處理器輸出的控制信號進行放大處理后輸出至陀螺定子 的線圈。
本實用新型還可具有通訊電路，負責(zé)與外界通訊，通過遠端控制實時 改變陀螺的切斷速度。
如圖3所示，所述檢波電路具有以下結(jié)構(gòu)來自位置傳感器的高頻調(diào) 制信號經(jīng)過變壓器耦合接到位置傳感器線圈上，同時接入平衡橋式檢波電 路，傳感器線圈將反饋信號輸出給平衡橋式檢波電路，平衡橋式檢波電路 輸出信號經(jīng)濾波器輸出位置信號至處理器。
本實用新型的工作原理如下
本實用新型釆用坡莫合金作為位置傳感器的磁場強度檢測部件，如圖1 所示，為坡莫合金的導(dǎo)磁率隨磁場的變化規(guī)律示意圖，陀螺轉(zhuǎn)子的位置測 量如果陀螺轉(zhuǎn)子的角速度為Q，陀螺轉(zhuǎn)子的永磁磁場強度為Hg,那么陀 螺轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的磁場強度為Hg*sinQt，坡莫合金上的繞組所產(chǎn)生的磁場強
度為HO,總的磁場強度為H=H0 + Hg*sinQt,通過調(diào)整繞組磁場強度H0， 就可使坡莫合金工作在導(dǎo)磁率的下降段，當(dāng)陀螺轉(zhuǎn)子接近坡莫合金的時候 感應(yīng)線圈兩端的電壓就會變化，本實用新型正是通過坡莫合金的這一特性 檢測來陀螺轉(zhuǎn)子位置的。
位置傳感器信號將陀螺轉(zhuǎn)子的位置信號檢測出來，然后通過檢波電路 放大、比較等環(huán)節(jié)輸出為微處理器可處理的數(shù)字信號，微處理器通過對數(shù) 據(jù)進行處理，并在驅(qū)動線圈磁感應(yīng)強的最強點驅(qū)動功率放大器，這樣陀螺
在持續(xù)的推力作用的作用下加速旋轉(zhuǎn)；速度傳感器的信號輸入速度檢測電
路(本實施例檢測陀螺轉(zhuǎn)子的角速度)，先將小信號放大、整形，最后產(chǎn)生 與陀螺轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)同頻同相位的方波信號，由于f^/t其中f為陀螺子的轉(zhuǎn)速， t為陀螺轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)周期，通過檢測該方波信號的周期就可以計算陀螺的轉(zhuǎn) 速，微控制器判斷當(dāng)前轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系來決定是否切斷起轉(zhuǎn)電
路，并通過通訊口告知主控機。
如圖4所示，本實用新型的工作過程如下裝置上電初始化以后，微 控制器不斷檢測陀螺轉(zhuǎn)子位置傳感器信號，如果檢測到位置傳感器信號發(fā) 生跳變時，表明陀螺轉(zhuǎn)子已經(jīng)轉(zhuǎn)到驅(qū)動線圈磁感應(yīng)強的最強點，也就是換 向點，然后計算陀螺轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動速度，然后與設(shè)定速度進行比較，如果陀 螺轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動速度低于設(shè)定速度則驅(qū)動功率放大器換向輸出，并進行通訊 控制，這樣循環(huán)下去陀螺轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速會越來越快，直到陀螺轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超 過設(shè)定速度，則切斷功率放大器輸出，即切斷陀螺定子的線圈的供電，微 控制器通過通訊口告知遠端控制陀螺的起轉(zhuǎn)過程已經(jīng)完成。
如果檢測到陀螺轉(zhuǎn)子的位置不是磁感應(yīng)強度的最大點，則回到對陀螺 轉(zhuǎn)子的位置進行檢測步驟。
權(quán)利要求1. 一種陀螺起轉(zhuǎn)的裝置，其特征在于包括:位置傳感器，對陀螺轉(zhuǎn)子的位置進行檢測；速度傳感器，對陀螺轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度進行檢測；檢波電路，對接收到的位置傳感器的輸入信號進行檢波，輸出至微處理器；預(yù)處理電路，對接收到的速度傳感器的輸入信號進行預(yù)處理，輸出至微處理器；微處理器，接收陀螺的位置信號和速度信號進行處理，在驅(qū)動線圈磁感應(yīng)強度的最大點輸出至功率放大器，并在速度大于切斷速度時切斷起轉(zhuǎn)電路；功率放大器，對微處理器輸出的控制信號進行放大處理后輸出至陀螺定子的線圈。
2. 按權(quán)利要求l所述的陀螺起轉(zhuǎn)的裝置，其特征在于還具有通訊電路, 負責(zé)與外界通訊，通過遠端控制實時改變陀螺的切斷速度。
3. 按權(quán)利要求l所述的陀螺起轉(zhuǎn)的裝置，其特征在于所述檢波電路 具有以下結(jié)構(gòu)變壓器將來自位置傳感器的高頻調(diào)制信號耦合到位置傳感器線圈上，同 時接入平衡橋式檢波電路，位置傳感器線圈將反饋信號輸出給平衡橋式檢波 電路，平衡橋式檢波電路輸出信號經(jīng)濾波器輸出位置信號至處理器。
專利摘要本實用新型涉及一種陀螺起轉(zhuǎn)的裝置，包括位置傳感器，對陀螺轉(zhuǎn)子的位置進行檢測；速度傳感器，對陀螺轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度進行檢測；檢波電路，對接收到的位置傳感器的輸入信號進行檢波，輸出至微處理器；預(yù)處理電路，對接收到的速度傳感器的輸入信號進行預(yù)處理，輸出至微處理器；微處理器，接收陀螺的位置信號和速度信號進行處理，在驅(qū)動線圈磁感應(yīng)強度的最大點輸出至功率放大器，并在速度大于切斷速度時切斷起轉(zhuǎn)電路；功率放大器，對微處理器輸出的控制信號進行放大處理后輸出至陀螺定子的線圈。本實用新型位置檢測精確，轉(zhuǎn)速測量準(zhǔn)確，可遠端控制。
文檔編號G05B19/04GK201203425SQ200820013288
公開日2009年3月4日 申請日期2008年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月4日
發(fā)明者佟新鑫, 丹 朱, 王慶山, 王恩德 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所