一种传感器的方波激磁装置及其激磁方法
【专利摘要】提供一种传感器的方波激磁装置及其激磁方法，尤其适用于陀螺再平衡回路系统。本发明在满足精度要求的前提下，利用方波，替代正弦波激磁，结合滤波电容器数量为2的开关滤波器的滤波和正交切除作用，避免高增益时大信号阻塞对产品性能的影响，大大降低了对精密正弦波激磁电源的依赖，使得产品成本得以降低、可靠性得以提高。本发明可用于其它需要激磁信号的装置。
【专利说明】一种传感器的方波激磁装置及其激磁方法
【技术领域】
[0001]本发明属传感器伺服系统的信号激磁【技术领域】，具体涉及一种传感器的方波激磁装置及其激磁方法，尤其适用于陀螺再平衡回路系统。
【背景技术】
[0002]传统的精密传感器如陀螺和加速度计激磁均采用正弦波信号，参加图1，包括信号依次连接的激磁信号源、传感器信号器、前置放大器、交流放大器、解调器、直流放大与校正单元和功放单元，正弦波的特点是频率单纯、很少有高次谐波，所以信号器在没有正交分量信号时零位输出小，但激磁电源电路相对复杂、电源效率较低、功耗较大。一般情况下，为追求零位信号小、高次谐波少，所以国内外一致采用正弦波激磁。
【发明内容】
[0003]本发明解决的技术问题:提供一种传感器的方波激磁装置及其激磁方法，采用方波替代正弦波激磁，结合滤波电容器数量为2的开关滤波器的滤波和正交切除作用，避免高增益时大信号阻塞对产品性能的影响，大大降低了对精密正弦波激磁电源的依赖，使得产品成本得以降低、可靠性得以提高，本发明可用于其他精密设备中需要激磁信号的元器件的激磁电源。
[0004]本发明采用的技术方案:一种传感器的激磁装置，包括信号依次连接的激磁信号源、传感器信号器、前置放大器、交流放大器、解调器、直流放大与校正单元和功放单元，所述激磁信号源为方波激磁信号，前置放大器与交流放大器之间连接一个滤波电容器数量为2的开关滤波单元。所述方波激磁信号是由基准方波接入开关功放单元后获得足够功率的激磁信号。基准方波应满足传感器信号器的频率要求。
[0005]还提供一种传感器的方波激磁方法。
[0006]步骤1:将基准方波接入开关功放单元后获得足够功率的激磁信号；
[0007]步骤2:将足够功率的激磁信号接入传感器信号器后，对输出信号进行前置放大；
[0008]步骤3:将前置放大后的信号接入到滤波电容器数量为2的开关滤波单元进行正交切除效应的滤波；
[0009]步骤4:将滤波后的信号依次进行交流放大、信号解调、直流信号放大与校正、功率放大。
[0010]本发明与现有技术相比的优点:
[0011]1、简化了激磁电路；
[0012]2、提高了电源效率，降低了功耗；
[0013]3、简化了调试工艺过程，缩短了调试周期，提高了可靠性；降低了成本；
[0014]4、易于推广，可推广应用于微动同步器、差动变压器、电感电容类传感器、惯性测量部件和精密测角元器件的激磁电源；
[0015]5、可用于其它需要激磁信号的装置；[0016]6、在保证性能精度的前提下，解决电源效率低、体积大、重量重、成本高、调试复杂的问题；
[0017]7、实用价值高。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为传统传感器的激磁装置；
[0019]图2为方波激磁电路示意图；
[0020]图3为电容器数量为2的开关滤波单元
[0021]图4为本发明的信号处理示意图
【具体实施方式】
[0022]下面通过【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。
[0023]参见图1，一种传感器的方波激磁装置，由信号依次连接的激磁信号源、传感器信号器、前置放大器、交流放大器、解调器、直流放大与校正单元和功放单元组成。所述激磁信号源为方波激磁信号，前置放大器与交流放大器之间连接一个滤波电容器数量为2的开关滤波单元。
[0024]参见图2，上述激磁信号源所需的方波激磁信号是由基准方波接入开关功放单元后获得足够功率的激磁信号，基准方波应满足传感器信号器的频率要求。
[0025]方波激磁信号接入传感器信号器后，对输出信号通过前置放大器放大。
[0026]在伺服系统中，放大器的零位漂移主要取决于直流放大，交流放大基本对零位漂移没有影响，但交流放大器的增益与直流放大器零位漂移的归算值成反比。
[0027]参见图3，上述放大后的方波激磁信号通过滤波电容器数量为2的开关滤波单元，既能提前切除正交分量，又能滤除方波的高次谐波，所以交流放大器的增益能够提高，直流放大器的零位漂移能够减小，对伺服系统精度更加有利；滤除了高次谐波的方波信号只要不引起放大器的阻塞(饱和)，就不会对系统精度产生影响。
[0028]参见图4，滤波后的信号依次进行常规的交流放大、信号解调、直流信号放大与校正、功率放大。
[0029]上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。
【权利要求】
1.一种传感器的方波激磁装置，包括信号依次连接的激磁信号源、传感器信号器、前置放大器、交流放大器、解调器、直流放大与校正单元和功放单元，其特征在于:所述激磁信号源为方波激磁信号，前置放大器与交流放大器之间连接一个滤波电容器数量为2的开关滤波单元。
2.如权利要求1所述的传感器的方波激磁装置，其特征在于:所述方波激磁信号是由基准方波接入开关功放单元后获得足够功率的激磁信号。
3.如权利要求2所述的传感器的方波激磁装置，其特征在于:基准方波应满足传感器信号器的频率要求。
4.一种传感器的方波激磁方法，其特征在于包括下述步骤: 步骤1:将基准方波接入开关功放单元后获得足够功率的激磁信号； 步骤2:将足够功率的激磁信号接入传感器信号器后，对输出信号进行前置放大； 步骤3:将前置放大后的信号接入到滤波电容器数量为2的开关滤波单元进行正交切除效应的滤波； 步骤4:将滤波后的信号依次进行交流放大、信号解调、直流信号放大与校正、功率放大。
【文档编号】G01C19/00GK103983258SQ201410211605
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】赵治伟, 陈磊江, 黄凯, 郑群英, 马骏, 马英华, 刘剑锋 申请人:陕西宝成航空仪表有限责任公司