一种角振动台动圈的制作方法
【专利摘要】一种角振动台动圈，包括至少一个动圈单元，动圈单元包括圆片状的基体和固定于基体表面上的线圈组，一个线圈组包括由一根导线绕制而成的第一线圈和第二线圈；一个动圈单元上的各线圈组之间采用串联或者并联连接；第一线圈和第二线圈分别包括位于磁场内的有效导线组和位于磁场外的连接导线组，每个线圈具有两个有效导线组，连接导线组分别与两侧的有效导线组连接；连接导线组分别与基体同心，有效导线组中的导线均指向基体的圆心；在一个动圈单元中，相邻的两个有效导线组形成一个安培力发生部，每个安培力发生部对应一个磁场，相邻的两个安培力发生部中电流方向相反。本实用新型具有制备简单、布线均匀、体积小、转动惯量小、固有频率高的优点。
【专利说明】一种角振动台动圈
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及振动台的组件，特别是一种角振动台的动圈。
【背景技术】
[0002]电磁式振动台是振动标准装置或振动试验装置的重要组成部分，而运动组件是振动台的核心部件，如电磁式角振动台的运动组件直接影响角振动台的输出力矩、工作频率范围和输出波形质量，而动圈是运动组件的动力源，动圈形状、绕制方法等对运动组件的质量起到决定性的作用。
[0003]对于用于标定或校准角振动传感器的角振动台动圈有其特殊的要求:为了获得较小的输出波形失真度，动圈受力要均匀，不能存在脉动现象，且动圈形状要匀称、布线要均匀；为了获得高的角加速度，由动圈形状决定的运动组件转动惯量要低；为了获得较宽的工作频率范围，由动圈形状决定的运动组件要具有较高的固有频率。
[0004]中国专利201020232327.9披露了一种动圈组件，包括动圈骨架及固定设置于动圈骨架下部的驱动线圈，驱动线圈主要由四层线圈组绕制形成。这种动圈组件存在的缺点在于:绕线难度大、布线不均匀、体积大、转动惯量大。一般适用于直线运动振动台。
实用新型内容
[0005]为了克服现有振动台动圈存在的绕线难度大、布线不均匀、体积大、转动惯量大的缺点，本实用新型提供了一种制备简单、布线均匀、体积小、转动惯量小、固有频率高的角振动台动圈。
[0006]—种角振动台动圈,包括至少一个动圈单元,动圈单元包括圆片状的基体和固定于基体表面上的线圈组，一个线圈组包括由一根导线绕制而成的第一线圈和第二线圈；一个动圈单元上的各线圈组之间采用串联或者并联连接；第一线圈和第二线圈分别包括位于磁场内的有效导线组和位于磁场外的连接导线组，每个线圈具有两个有效导线组，连接导线组分别与两侧的有效导线组连接；连接导线组分别与基体同心，有效导线组中的导线均指向基体的圆心；在一个动圈单元中，相邻的两个有效导线组形成一个安培力发生部，每个安培力发生部对应一个磁场，而相邻的两个安培力发生部中电流方向相反。
[0007]当基体上只有一个线圈组时，一根导线绕制成两个形状、大小相同的第一线圈和第二线圈，第一线圈和第二线圈串联，第一线圈由导线从内向外逐渐由小到大绕圈而成，第二线圈由导线从外向内逐渐由大到小绕圈而成，所有导线均处于基体表面，第一线圈和第二线圈分别具有两个有效导线组，连接有效导线组的靠近圆心端的内侧连接导线组和连接有效导线组的靠近圆周端的外侧连接导线组；第一线圈的一个有效导线组和与其相邻的第二线圈的一个有效导线组组成一个安培力发生部，这样，第一线圈和第二线圈一共形成两个安培力发生部，每个安培力发生部与一个磁场对应；当向线圈内通入交变电流时，两个安培力发生部内的电流方向相反。线圈起始于第一线圈的内侧的连接导线，终止于第二线圈的内侧的连接导线。当基体上只有一个线圈组时，只需有两个磁场，每个磁场呈半圆环形，磁场由位于线圈的上方和下方的一对磁钢形成。动圈的最大角位移由安培力发生部可在同一个磁场中回转的最大角度决定，动圈的最大角位移决定了角振动台的最大输出角幅值，针对不同角振动台输出角幅值的要求，以及充分利用基体空间布置线圈的设计理念，可设计出不同线圈组数的动圈结构。
[0008]当基体上具有多个线圈组时，多个线圈组沿基体圆心阵列分布，相邻的两个有效导线组组成一个安培力发生部，线圈组之间串联或并联，线圈组之间通过跳线连接，线圈组的绕制方法与基体上只有一个线圈组的绕制方法相同。
[0009]tWn，基体上具有两个线圈组时，由两根导线绕成4个线圈，一根导线绕成两个相邻的线圈，并构成一个线圈组。相邻的有效导线组形成一个安培力发生部。4个线圈形成4个安培力发生部，每个安培力发生部对应一个磁场，共4对磁钢。当安培力发生部的有效导线数量确定时，单个线圈所需绕制的圈数是该有效导线数的一半。因此，用两个有效导线组组成一个安培力发生部能够充分利用基体表面的空间，减小基体直径，降低动圈的转动惯量，使动圈输出的角运动量值更大。
[0010]当单个动圈单元不能提供足够的洛仑兹力激发动态扭矩时，可采用多个动圈单元来提供，各个动圈单元采用叠层形式粘结在一起，且所有动圈单元上的线圈组均相同，并在同一位置上叠加。假设每个动圈单元有效导线的条数为
a，则整个动圈中的有效导线数为:JV = na，其中n为动圈单元的数量。
[0011]进一步，动圈单元的数量为多个时，多个动圈单元之间串联连接。具体来说，串联是指两个相邻的动圈单元中，一个动圈单元的线圈起点与另一个动圈单元的线圈终点连接。
[0012]或者，多个动圈单元之间并联连接。具体来说，并联是指两个相邻的动圈单元，线圈的起点与起点 连接，线圈的终点与终点连接。
[0013]动圈的转动惯量J与动圈的外径％、内径％、厚度&和动圈密度P的关系
为:Jr,其中:动圈的总厚度,,为动圈单元的数
【权利要求】
1.一种角振动台动圈，包括至少一个动圈单元，其特征在于:动圈单元包括圆片状的基体和固定于基体表面上的线圈组，一个线圈组包括由一根导线绕制而成的第一线圈和第二线圈；一个动圈单元上的各线圈组之间采用串联或者并联连接；第一线圈和第二线圈分别包括位于磁场内的有效导线组和位于磁场外的连接导线组，每个线圈具有两个有效导线组，连接导线组分别与两侧的有效导线组连接；连接导线组分别与基体同心，有效导线组中的导线均指向基体的圆心；在一个动圈单元中，相邻的两个有效导线组形成一个安培力发生部，每个安培力发生部对应一个磁场，相邻的两个安培力发生部中电流方向相反。
2.如权利要求1所述的角振动台动圈，其特征在于:一根导线绕制成两个形状、大小相同的第一线圈和第二线圈，第一线圈和第二线圈串联，第一线圈由导线从内向外逐渐由小到大绕圈而成，第二线圈由导线从外向内逐渐由大到小绕圈而成，所有导线均处于基体表面，第一线圈和第二线圈分别具有两个有效导线组，连接有效导线组的靠近圆心端的内侧连接导线组和连接有效导线组的靠近圆周端的外侧连接导线组；第一线圈的一个有效导线组和与其相邻的第二线圈的一个有效导线组组成一个安培力发生部。
3.如权利要求1所述的角振动台动圈，其特征在于:多个线圈组沿基体圆心阵列分布，相邻的两个有效导线组组成一个安培力发生部，线圈组之间串联或并联。
4.如权利要求2或3所述的角振动台动圈，其特征在于:动圈单元的数量为多个时，多个动圈单元之间串联连接。
5.如权利要求2或3所述的角振动台动圈，其特征在于:动圈单元的数量为多个时，多个动圈单元之间并联连接。
【文档编号】G01M7/02GK203465072SQ201320612629
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】何闻, 唐波, 贾叔仕, 周杰 申请人:浙江大学