一種角振動臺動圈的制作方法
【專利摘要】一種角振動臺動圈，包括至少一個動圈單元，動圈單元包括圓片狀的基體和固定于基體表面上的線圈組，一個線圈組包括由一根導線繞制而成的第一線圈和第二線圈；一個動圈單元上的各線圈組之間采用串聯(lián)或者并聯(lián)連接；第一線圈和第二線圈分別包括位于磁場內(nèi)的有效導線組和位于磁場外的連接導線組，每個線圈具有兩個有效導線組，連接導線組分別與兩側(cè)的有效導線組連接；連接導線組分別與基體同心，有效導線組中的導線均指向基體的圓心；在一個動圈單元中，相鄰的兩個有效導線組形成一個安培力發(fā)生部，每個安培力發(fā)生部對應一個磁場，相鄰的兩個安培力發(fā)生部中電流方向相反。本實用新型具有制備簡單、布線均勻、體積小、轉(zhuǎn)動慣量小、固有頻率高的優(yōu)點。
【專利說明】一種角振動臺動圈
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及振動臺的組件，特別是一種角振動臺的動圈。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁式振動臺是振動標準裝置或振動試驗裝置的重要組成部分，而運動組件是振動臺的核心部件，如電磁式角振動臺的運動組件直接影響角振動臺的輸出力矩、工作頻率范圍和輸出波形質(zhì)量，而動圈是運動組件的動力源，動圈形狀、繞制方法等對運動組件的質(zhì)量起到?jīng)Q定性的作用。
[0003]對于用于標定或校準角振動傳感器的角振動臺動圈有其特殊的要求:為了獲得較小的輸出波形失真度，動圈受力要均勻，不能存在脈動現(xiàn)象，且動圈形狀要勻稱、布線要均勻；為了獲得高的角加速度，由動圈形狀決定的運動組件轉(zhuǎn)動慣量要低；為了獲得較寬的工作頻率范圍，由動圈形狀決定的運動組件要具有較高的固有頻率。
[0004]中國專利201020232327.9披露了一種動圈組件，包括動圈骨架及固定設(shè)置于動圈骨架下部的驅(qū)動線圈，驅(qū)動線圈主要由四層線圈組繞制形成。這種動圈組件存在的缺點在于:繞線難度大、布線不均勻、體積大、轉(zhuǎn)動慣量大。一般適用于直線運動振動臺。
實用新型內(nèi)容
[0005]為了克服現(xiàn)有振動臺動圈存在的繞線難度大、布線不均勻、體積大、轉(zhuǎn)動慣量大的缺點，本實用新型提供了一種制備簡單、布線均勻、體積小、轉(zhuǎn)動慣量小、固有頻率高的角振動臺動圈。
[0006]—種角振動臺動圈,包括至少一個動圈單元,動圈單元包括圓片狀的基體和固定于基體表面上的線圈組，一個線圈組包括由一根導線繞制而成的第一線圈和第二線圈；一個動圈單元上的各線圈組之間采用串聯(lián)或者并聯(lián)連接；第一線圈和第二線圈分別包括位于磁場內(nèi)的有效導線組和位于磁場外的連接導線組，每個線圈具有兩個有效導線組，連接導線組分別與兩側(cè)的有效導線組連接；連接導線組分別與基體同心，有效導線組中的導線均指向基體的圓心；在一個動圈單元中，相鄰的兩個有效導線組形成一個安培力發(fā)生部，每個安培力發(fā)生部對應一個磁場，而相鄰的兩個安培力發(fā)生部中電流方向相反。
[0007]當基體上只有一個線圈組時，一根導線繞制成兩個形狀、大小相同的第一線圈和第二線圈，第一線圈和第二線圈串聯(lián)，第一線圈由導線從內(nèi)向外逐漸由小到大繞圈而成，第二線圈由導線從外向內(nèi)逐漸由大到小繞圈而成，所有導線均處于基體表面，第一線圈和第二線圈分別具有兩個有效導線組，連接有效導線組的靠近圓心端的內(nèi)側(cè)連接導線組和連接有效導線組的靠近圓周端的外側(cè)連接導線組；第一線圈的一個有效導線組和與其相鄰的第二線圈的一個有效導線組組成一個安培力發(fā)生部，這樣，第一線圈和第二線圈一共形成兩個安培力發(fā)生部，每個安培力發(fā)生部與一個磁場對應；當向線圈內(nèi)通入交變電流時，兩個安培力發(fā)生部內(nèi)的電流方向相反。線圈起始于第一線圈的內(nèi)側(cè)的連接導線，終止于第二線圈的內(nèi)側(cè)的連接導線。當基體上只有一個線圈組時，只需有兩個磁場，每個磁場呈半圓環(huán)形，磁場由位于線圈的上方和下方的一對磁鋼形成。動圈的最大角位移由安培力發(fā)生部可在同一個磁場中回轉(zhuǎn)的最大角度決定，動圈的最大角位移決定了角振動臺的最大輸出角幅值，針對不同角振動臺輸出角幅值的要求，以及充分利用基體空間布置線圈的設(shè)計理念，可設(shè)計出不同線圈組數(shù)的動圈結(jié)構(gòu)。
[0008]當基體上具有多個線圈組時，多個線圈組沿基體圓心陣列分布，相鄰的兩個有效導線組組成一個安培力發(fā)生部，線圈組之間串聯(lián)或并聯(lián)，線圈組之間通過跳線連接，線圈組的繞制方法與基體上只有一個線圈組的繞制方法相同。
[0009]tWn，基體上具有兩個線圈組時，由兩根導線繞成4個線圈，一根導線繞成兩個相鄰的線圈，并構(gòu)成一個線圈組。相鄰的有效導線組形成一個安培力發(fā)生部。4個線圈形成4個安培力發(fā)生部，每個安培力發(fā)生部對應一個磁場，共4對磁鋼。當安培力發(fā)生部的有效導線數(shù)量確定時，單個線圈所需繞制的圈數(shù)是該有效導線數(shù)的一半。因此，用兩個有效導線組組成一個安培力發(fā)生部能夠充分利用基體表面的空間，減小基體直徑，降低動圈的轉(zhuǎn)動慣量，使動圈輸出的角運動量值更大。
[0010]當單個動圈單元不能提供足夠的洛侖茲力激發(fā)動態(tài)扭矩時，可采用多個動圈單元來提供，各個動圈單元采用疊層形式粘結(jié)在一起，且所有動圈單元上的線圈組均相同，并在同一位置上疊加。假設(shè)每個動圈單元有效導線的條數(shù)為
a，則整個動圈中的有效導線數(shù)為:JV = na，其中n為動圈單元的數(shù)量。
[0011]進一步，動圈單元的數(shù)量為多個時，多個動圈單元之間串聯(lián)連接。具體來說，串聯(lián)是指兩個相鄰的動圈單元中，一個動圈單元的線圈起點與另一個動圈單元的線圈終點連接。
[0012]或者，多個動圈單元之間并聯(lián)連接。具體來說，并聯(lián)是指兩個相鄰的動圈單元，線圈的起點與起點 連接，線圈的終點與終點連接。
[0013]動圈的轉(zhuǎn)動慣量J與動圈的外徑％、內(nèi)徑％、厚度&和動圈密度P的關(guān)系
為:Jr,其中:動圈的總厚度,,為動圈單元的數(shù)
【權(quán)利要求】
1.一種角振動臺動圈，包括至少一個動圈單元，其特征在于:動圈單元包括圓片狀的基體和固定于基體表面上的線圈組，一個線圈組包括由一根導線繞制而成的第一線圈和第二線圈；一個動圈單元上的各線圈組之間采用串聯(lián)或者并聯(lián)連接；第一線圈和第二線圈分別包括位于磁場內(nèi)的有效導線組和位于磁場外的連接導線組，每個線圈具有兩個有效導線組，連接導線組分別與兩側(cè)的有效導線組連接；連接導線組分別與基體同心，有效導線組中的導線均指向基體的圓心；在一個動圈單元中，相鄰的兩個有效導線組形成一個安培力發(fā)生部，每個安培力發(fā)生部對應一個磁場，相鄰的兩個安培力發(fā)生部中電流方向相反。
2.如權(quán)利要求1所述的角振動臺動圈，其特征在于:一根導線繞制成兩個形狀、大小相同的第一線圈和第二線圈，第一線圈和第二線圈串聯(lián)，第一線圈由導線從內(nèi)向外逐漸由小到大繞圈而成，第二線圈由導線從外向內(nèi)逐漸由大到小繞圈而成，所有導線均處于基體表面，第一線圈和第二線圈分別具有兩個有效導線組，連接有效導線組的靠近圓心端的內(nèi)側(cè)連接導線組和連接有效導線組的靠近圓周端的外側(cè)連接導線組；第一線圈的一個有效導線組和與其相鄰的第二線圈的一個有效導線組組成一個安培力發(fā)生部。
3.如權(quán)利要求1所述的角振動臺動圈，其特征在于:多個線圈組沿基體圓心陣列分布，相鄰的兩個有效導線組組成一個安培力發(fā)生部，線圈組之間串聯(lián)或并聯(lián)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的角振動臺動圈，其特征在于:動圈單元的數(shù)量為多個時，多個動圈單元之間串聯(lián)連接。
5.如權(quán)利要求2或3所述的角振動臺動圈，其特征在于:動圈單元的數(shù)量為多個時，多個動圈單元之間并聯(lián)連接。
【文檔編號】G01M7/02GK203465072SQ201320612629
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】何聞, 唐波, 賈叔仕, 周杰 申請人:浙江大學