本技术涉及石英半球谐振陀螺测试,尤其涉及一种半球谐振陀螺激励及检测装置。
背景技术:
1、半球谐振陀螺简称谐振子,是一种基于哥式效应的固体波动陀螺,具有高精度、长寿命、高可靠性的优势,是未来陀螺发展的重要方向。半球谐振陀螺的未来应用方向包括航天、航海、战略战术武器等诸多领域,常规镀膜半球谐振陀螺激励方法主要是制备石英激励及检测底座,采用静电激励方案进行检测。
2、当前镀膜半球谐振陀螺q值测试的难点:1,石英激励底座加工难点大,需要复杂的镀膜工艺处理;2,固定方法复杂,且拆装困难,容易损伤半球产品;3,测试功能单一,无法同时采用测振仪进行结果校正。
3、所以,需要提出一种新的半球谐振陀螺激励及检测装置,装置电极加工工艺简单,易于高精度加工,进行测量时对间隙要求较低,以及能够进行多种测试项目的测量。
技术实现思路
1、本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型提出的一种半球谐振陀螺激励及检测装置,装置电极加工工艺简单,易于高精度加工,进行测量时对间隙要求较低,以及能够进行多种测试项目的测量。
2、本实用新型的一种半球谐振陀螺激励及检测装置,包括:激励及检测主体部件,激励及检测主体部件包括:转台、夹持装置、3轴位移台、高压电源接头、激励及检测电极,其中,夹持装置位于转台上,用于夹持或松开半球谐振陀螺的外锚杆;3轴位移台包括:第一3轴位移台、第二3轴位移台、第三3轴位移台;高压电源接头位于第一3轴位移台上,第一3轴位移台用于驱动高压电源接头上下移动,至与半球谐振陀螺的内锚杆电性连接或解除连接,高压电源接头用于向半球谐振陀螺提供高压电场,激励及检测电极包括:激励电极和检测电极;激励电极位于第二3轴位移台上,第二3轴位移台用于驱动激励电极靠近或远离半球谐振陀螺的薄壳,激励电极用于激励半球谐振陀螺产生振动;检测电极固定在第三3轴位移台上,第三3轴位移台用于驱动检测电极靠近或远离半球谐振陀螺的薄壳,检测电极用于检测半球谐振陀螺的薄壳与检测电极之间的电容变化量。
3、进一步的,所述激励电极和检测电极均为金属电极,所述激励电极与半球谐振陀螺的薄壳外壁相对的壁面为与半球谐振陀螺的薄壳外壁配合的仿形面,所述检测电极与半球谐振陀螺的薄壳外壁相对的壁面也为与半球谐振陀螺的薄壳外壁配合的仿形面。
4、进一步的,所述激励电极和检测电极上均设有电极引线接口。
5、进一步的,还包括电极支撑架,电极支撑架包括:第一电极支撑架和第二电极支撑架;激励电极通过第一电极支撑架安装于第二3轴位移台上,检测电极通过第二电极支撑架安装于第三3轴位移台上。
6、进一步的,高压电源接头通过第一连接端与半球谐振陀螺的内锚杆电性连接,所述第一连接端为高压接头弹片;高压电源接头通过第二连接端与高压电源电性连接。
7、更进一步的,激励及检测主体部件还包括:用于确定激励及检测电极与半球谐振陀螺的薄壳的间隙的影像检测设备。
8、更进一步的,激励及检测主体部件还包括:工作台面,3轴位移台及转台位于工作台面上。
9、更进一步的,还包括:与抽真空装置相连的罐体,激励及检测主体部件位于罐体内。
10、更进一步的,还包括:用于与激励电极电性连接的测振仪。
11、更进一步的,还包括:用于与激励电极和/或检测电极电性连接的锁相放大器。
12、本实用新型的半球谐振陀螺激励及检测装置至少具有如下技术效果:
13、本实用新型的半球谐振陀螺激励及检测装置,通过设计激励/检测电极,并通过3轴位移台驱动激励/检测电极靠近或远离半球谐振陀螺的薄壳,以使半球谐振陀螺产生共频振动,并获得半球谐振陀螺的薄壳与检测电极之间的电容变化量,配合转台旋转可进行不同角度测试,从而可实现进动角,刚性轴等多种测试项目测量。与传统的制备石英激励及检测底座,采用静电激励方案进行检测的方案相比,安拆和测量方式简单,且无需复杂的镀膜工艺,检测成本大大降低。
14、本实用新型的激励/检测电极为与半球谐振子薄壳配合的仿形金属电极,金属电极加工精度高,工艺简单,电阻极小且与半球谐振子产生电容的有效面积大,从而金属电极与半球谐振子的薄壳之间的装配间隙要求低(常规激励方法装配间隙要求50um以下,本实用新型只要求200um以下),同时大大降低测试时的工作电压;因此,本实用新型的激励/检测电极具备低电阻,高工作面积,具有高电容值,半球和电极之间间隙要求低,相较常规石英电极加工工艺简单的优点。
15、本实用新型能同时利用锁相放大器和测振仪进行检测,即采用双测量方案进行同步测试,在保证测试条件完全一致地情况下,更有效的校对测试结果。锁相放大器和测振仪均具有激励信号源,能够实现半球谐振子的激励起振。锁相放大器与检测电极电性连接,能够实现半球谐振陀螺的薄壳与检测电极之间的电容变化量的检测;测振仪为多普勒测振仪ldv,其自带的激光头能够实现半球谐振子振动位置的测量,从而能够实现半球谐振陀螺的薄壳与检测电极之间的电容变化量的无接触式检测。
16、本实用新型的半球谐振陀螺激励及检测装置进行测试时,能够应用双测量方案进行同步测试,在保证测试条件完全一致地情况下,更有效地校对测试结果;也可以实现多种测试方法混合测量,减少单测量方案造成的结果偏差。
1.一种半球谐振陀螺激励及检测装置,其特征在于,包括:激励及检测主体部件,激励及检测主体部件包括:转台、夹持装置、3轴位移台、高压电源接头、激励及检测电极,其中,
2.根据权利要求1所述的半球谐振陀螺激励及检测装置,其特征在于,所述激励电极和检测电极均为金属电极,
3.根据权利要求1所述的半球谐振陀螺激励及检测装置,其特征在于,所述激励电极和检测电极上均设有电极引线接口。
4.根据权利要求1所述的半球谐振陀螺激励及检测装置,其特征在于,还包括电极支撑架,电极支撑架包括:第一电极支撑架和第二电极支撑架;
5.根据权利要求1所述的半球谐振陀螺激励及检测装置,其特征在于,高压电源接头通过第一连接端与半球谐振陀螺的内锚杆电性连接,所述第一连接端为高压接头弹片;高压电源接头通过第二连接端与高压电源电性连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的半球谐振陀螺激励及检测装置,其特征在于,激励及检测主体部件还包括:用于确定激励及检测电极与半球谐振陀螺的薄壳的间隙的影像检测设备。
7.根据权利要求1-5任一项所述的半球谐振陀螺激励及检测装置,其特征在于,激励及检测主体部件还包括:工作台面,3轴位移台及转台位于工作台面上。
8.根据权利要求1-5任一项所述的半球谐振陀螺激励及检测装置,其特征在于,还包括:与抽真空装置相连的罐体,激励及检测主体部件位于罐体内。
9.根据权利要求1-5任一项所述的半球谐振陀螺激励及检测装置,其特征在于,还包括:用于与激励电极电性连接的测振仪。
10.根据权利要求1-5任一项所述的半球谐振陀螺激励及检测装置,其特征在于,还包括:用于与激励电极和/或检测电极电性连接的锁相放大器。