[发明专利]一种电磁式线-角振动激励装置

说明书

本发明公开一种电磁式线‑角振动激励装置，包括运动部件、磁路组件、线圈组件、复位组件。运动部件有盖无底的筒形，在运动部件顶部设置工作台。磁路组件包括底座、支承座、外磁环、内磁芯、第一永磁体、第二永磁体。内磁芯插入外磁环内，内磁芯与外磁环同心。在内磁芯周向四等分位置、第一永磁体和第二永磁体交替设置；在内磁芯轴向上，第二永磁体与内磁芯的上下两端面齐平，第一永磁体位于两个第二永磁体中间。线圈组件绕在运动部件外。运动部件插入外磁环和内磁芯之间，让线圈通入正弦交变电流，使运动部件输出正弦变化的线‑角振动。本发明中运动部件受到安培力的作用而产生正弦型扭转力矩或上下作用力，从而驱动运动部件发生线振动和角振动。

技术领域

本发明涉及线振动角振动激励，具体涉及一种电磁式线-角振动激励装置。

背景技术

MEMS惯性传感器广泛应用于航空航天、轨道交通、智能汽车和桥梁监测等诸多领域，为确保其量值的准确可靠，需要对其动态特性进行校准，振动校准装置是实现MEMS惯性传感器灵敏度、线性度、动态特性测量和校准的重要组成部件，而振动激励装置是MEMS惯性传感器校准系统的振动源，其输出振动量和波形失真度很大程度上决定了MEMS惯性传感器的校准精度。

《微机电(MEMS)线加速度计校准规范(JJF 1427-2013)》和《微机电(MEMS)陀螺仪校准规范(JJF-1535-2015)》分别规定了微机电线加速度计和微机电陀螺仪的校准项目和校准方法，微机电线加速度计和微机电陀螺仪的频率响应特性测试分别采用线振动激振器和角振动激振器进行不同频率和幅值的正弦运动激励，传感器输出信号与标准振动量信号比较后获得MEMS惯性传感器敏感轴方向的频率响应特性。对于近年来出现的MEMS惯性测量单元动态特性校准需求，现有的校准规范对此没有给出校准方法和校准装置，而传统单轴向振动校准技术只能复现理想环境下的一维直线振动或角振动，无法复现出线振动-角振动耦合的空间运动，严重制约了我国MEMS惯性测量单元传感器技术的发展。因此，研制一种可同步输出线振动-角振动的激励装置具有重要的科学价值和工程意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种电磁式线-角振动激励装置，可以解决上述技术问题中的一个或是多个。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案如下：

一种电磁式线-角振动激励装置，包括运动部件、磁路组件、线圈组件、复位组件。

所述运动部件有盖无底的筒形，在所述运动部件顶部设置工作台；

所述磁路组件包括底座、支承座、外磁环、内磁芯、第一永磁体、第二永磁体；

所述外磁环固定在底座上，所述内磁芯插入所述外磁环内，所述内磁芯与所述外磁环同心，所述内磁芯固定在所述支承座上，

在所述内磁芯周向四等分位置、所述第一永磁体和所述第二永磁体交替设置；

在所述内磁芯轴向上，所述第二永磁体与所述内磁芯的上下两端面齐平，所述第一永磁体位于两个所述第二永磁体中间；

所述第一永磁体、与所述内磁芯、所述外磁环及气隙形成角振动闭合磁回路，

所述第二永磁体、与所述内磁芯、所述外磁环及气隙形成线振动闭合磁回路；

所述线圈组件缠绕在所述运动部件表面；

所述运动部件插入所述外磁环和所述内磁芯之间，让所述线圈组件通入正弦交变电流，使所述运动部件输出正弦变化的线-角振动；

所述复位组件使所述运动部件相对于所述磁路组件保持平衡。

在本发明中永磁体和线圈之间形成磁场，通过线圈通电让运动部件受力发生线-角振动，复位组件始终保证线圈与对应的永磁体处于正确的位置。