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一種閉環(huán)光纖陀螺標度因數(shù)高精度標定方法

文檔序號:8394608閱讀:632來源:國知局
一種閉環(huán)光纖陀螺標度因數(shù)高精度標定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光纖陀螺技術(shù),涉及一種閉環(huán)光纖陀螺標度因數(shù)高精度標定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 光纖陀螺標度因數(shù)定義為陀螺輸出量與輸入角速率的比值,是光纖陀螺作為角速 率傳感器的重要性能指標之一。標度因數(shù)的溫度穩(wěn)定性是衡量陀螺環(huán)境適應(yīng)性的重要指 標。與激光陀螺相比,閉環(huán)光纖陀螺的標度因數(shù)溫度穩(wěn)定性較差,該指標嚴重制約了閉環(huán)光 纖陀螺在慣性導(dǎo)航領(lǐng)域的應(yīng)用,是必須需要攻克的難題。
[0003] 閉環(huán)光纖陀螺的標度因數(shù)溫度穩(wěn)定性要在較寬工作溫度范圍內(nèi)(如-40°c~ 60°C )滿足系統(tǒng)用戶的指標要求必須通過建模補償來實現(xiàn)。要完成標度因數(shù)建模補償,必須 要獲得它的標度因數(shù)隨溫度變化的標定曲線。
[0004] 《GJB 2426A-2004光纖陀螺儀測試方法》介紹的標定方法為定點恒溫標定方 法,目前公開報道的資料中,國內(nèi)大多數(shù)光纖陀螺生產(chǎn)商使用該方法進行標定,具體實施 過程如下:將光纖陀螺固定在帶溫箱的轉(zhuǎn)臺臺面上,均勻選取工作范圍內(nèi)有限個溫度點 如-40°C、-20°C、0°C、20°C、40°C、60°C等,在每個溫度點下保溫一段時間達到穩(wěn)態(tài)后通電并 進行標度因數(shù)測試,測試過程中要依次輸入動態(tài)范圍內(nèi)若干個速率點,通過最小二乘方法 擬合得到各溫度點的標度因數(shù)。將有限個點的標度因數(shù)帶入分段擬合的函數(shù)中,完成光纖 陀螺在整個工作溫度范圍內(nèi)的標定。
[0005] 中低精度光纖陀螺標度因數(shù)隨溫度變化的線性度好,規(guī)律性強;使用定點恒溫標 定方法進行補償基本可以滿足系統(tǒng)的需要。但是通過分段線性補償后,中低精度光纖陀螺 標度因數(shù)的補償殘差隨溫度變化無任何規(guī)律性。為了提高標定精度,系統(tǒng)級用戶要進行二 次精細補償,必須對工作溫度范圍內(nèi)所有溫度點進行試驗才能完成。傳統(tǒng)的定點恒溫標定 方法在實際操作中很難實現(xiàn)。這導(dǎo)致系統(tǒng)用戶對光纖陀螺的標度因數(shù)不做任何補償直接使 用,嚴重制約了光纖陀螺的應(yīng)用。
[0006] 另外由于工藝水平限制,高精度光纖陀螺的標度因數(shù)隨溫度變化不再是簡單的分 段線性關(guān)系。如果仍然使用定點恒溫標定方法進行標定,要提高標定精度,必須增加標定溫 度點個數(shù),需要大量的人力、物力。
[0007] 為此我們發(fā)明了一種閉環(huán)光纖陀螺標度因數(shù)高精度標定方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的:為了提高閉環(huán)光纖陀螺標度因數(shù)的標定精度,提供一種操作簡單、 成本較低的高精度標定方法。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案:一種閉環(huán)光纖陀螺標度因數(shù)高精度標定方法,其將產(chǎn)品固定 在帶溫箱的轉(zhuǎn)臺臺面上,溫箱溫度保持一段時間后,產(chǎn)品上電測試,通過轉(zhuǎn)臺輸入一恒定角 速率,同時改變溫箱溫度,使用變溫方法獲得閉環(huán)光纖陀螺標度因數(shù)隨溫度逐點變化的標 定曲線。
[0010] 所述的閉環(huán)光纖陀螺高精度標定方法,其具體包括如下步驟:
[0011] 步驟1:標定試驗準備
[0012] 將光纖陀螺通過固定在帶溫箱的單軸速率轉(zhuǎn)臺上,并連接陀螺采集系統(tǒng),采集系 統(tǒng)采集陀螺速率數(shù)據(jù)和內(nèi)部溫度數(shù)據(jù),溫箱溫度設(shè)置為比陀螺工作溫度下限低一定溫度進 行保溫,保溫過程中陀螺斷電;
[0013] 步驟2:標定試驗
[0014] 保溫一段時間后,陀螺上電,當(dāng)陀螺內(nèi)部溫度接近工作溫度下限時,采集30秒零 偏數(shù)據(jù)&,i=0~30,然后通過轉(zhuǎn)臺對光纖陀螺輸入一定值角速率Qp將溫箱溫度設(shè)置為陀 螺工作溫度上限,進行變溫試驗,變溫變溫速率由標定精度決定,當(dāng)陀螺內(nèi)部溫度達到工作 溫度上限時,停止轉(zhuǎn)臺,保存數(shù)據(jù),
[0015] 其中溫度數(shù)據(jù)為Ti,陀螺速率數(shù)據(jù)為Fi;
[0016] 步驟3:標定數(shù)據(jù)處理
[0017] 對步驟2保存的數(shù)據(jù)進行處理,首先計算低溫時30秒零偏數(shù)據(jù)的平均值
[0018]
【主權(quán)項】
1. 一種閉環(huán)光纖陀螺標度因數(shù)高精度標定方法,其特征在于,將產(chǎn)品固定在帶溫箱的 轉(zhuǎn)臺臺面上,溫箱溫度保持一段時間后,產(chǎn)品上電測試,通過轉(zhuǎn)臺輸入一恒定角速率,同時 改變溫箱溫度,使用變溫方法獲得閉環(huán)光纖陀螺標度因數(shù)隨溫度逐點變化的標定曲線。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉環(huán)光纖陀螺高精度標定方法,其特征在于,具體包括如下 步驟: 步驟1 :標定試驗準備 將光纖陀螺通過固定在帶溫箱的單軸速率轉(zhuǎn)臺上,并連接陀螺采集系統(tǒng),采集系統(tǒng)采 集陀螺速率數(shù)據(jù)和內(nèi)部溫度數(shù)據(jù),溫箱溫度設(shè)置為陀螺工作溫度下限進行保溫,保溫過程 中陀螺斷電; 步驟2 :標定試驗 保溫一段時間后,陀螺上電,當(dāng)陀螺內(nèi)部溫度接近工作溫度下限時,采集30秒零偏數(shù) 據(jù)Bi,i=0~30,然后通過轉(zhuǎn)臺對光纖陀螺輸入一定值角速率Qi,將溫箱溫度設(shè)置為陀螺工 作溫度上限,進行變溫試驗,變溫變溫速率由標定精度決定,當(dāng)陀螺內(nèi)部溫度達到工作溫度 上限時,停止轉(zhuǎn)臺,保存數(shù)據(jù), 其中溫度數(shù)據(jù)為Ti,陀螺速率數(shù)據(jù)為Fi ; 步驟3 :標定數(shù)據(jù)處理 對步驟2保存的數(shù)據(jù)進行處理,首先計算低溫時30秒零偏數(shù)據(jù)的平均值
保存溫度和速率的對應(yīng)數(shù)據(jù),做出標度因數(shù)隨溫度變化曲線,完成光纖陀螺標度因數(shù) 的標定。
【專利摘要】本發(fā)明屬于光纖陀螺技術(shù),涉及一種閉環(huán)光纖陀螺標度因數(shù)高精度標定方法。本發(fā)明閉環(huán)光纖陀螺標度因數(shù)高精度標定方法將產(chǎn)品固定在帶溫箱的轉(zhuǎn)臺臺面上,溫箱溫度保持一段時間后,產(chǎn)品上電測試,通過轉(zhuǎn)臺輸入一恒定角速率,同時改變溫箱溫度,使用變溫方法獲得閉環(huán)光纖陀螺標度因數(shù)隨溫度逐點變化的標定曲線,該方法操作簡單、成本低、精度高,具有較大的實際應(yīng)用價值。
【IPC分類】G01C25-00
【公開號】CN104713574
【申請?zhí)枴緾N201310675651
【發(fā)明人】田振, 謝良平
【申請人】中國航空工業(yè)第六一八研究所
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2013年12月11日
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