[發明專利]基于激光陀螺的轉臺分度誤差檢測方法

有效

• 申請號: 201410552578.8
• 申請日: 2014-10-17
• 公開（公告）號: CN104316081A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 謝元平;龍興武;羅暉;金世龍;胡紹民;于旭東;魏國;張鵬飛;李耿
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所 43001
• 代理人: 周詠;林毓俊

技術領域

本發明涉及一種轉臺分度誤差的檢測方法，特別涉及一種采用激光陀螺對轉臺分度誤差進行檢測的方法。

背景技術

精密轉臺是航空、航天、航海、計量等領域不可缺少的重要設備，常用作慣性系統或慣性儀表等精密儀器的性能測試、誤差標定、仿真研究和工作平臺，其分度精度直接影響系統或儀表的精度。在工業生產中，轉臺或回轉軸是多軸數控機床不可或缺的關鍵性部件，對機床加工精度影響巨大。因此，轉臺角位置精度測量是精密轉臺研制、生產和使用中一項必不可少的工作。同時，對于一些絕對角位置精度較低而重復性較高的轉臺(例如，內部集成了角度編碼器、軸承的一體化電機與工作臺面構成的低成本轉臺)，通過分度誤差檢測和誤差補償的方法可以有效地提高轉臺的精度，以較低的成本達到較高的精度要求。

對轉臺角位置檢測精度要求較高時，通常采用光電自準直儀(或激光干涉儀)與多面棱體配合，光電自準直儀(或激光干涉儀)與反射鏡、多齒分度臺配合進行檢測。這些方法往往存在系統復雜、安裝調整困難、對測試環境要求較高等缺點，且只能標校由多面棱體或多齒分度臺確定的固定角度。

因此，尋找可對轉臺任意角位置進行檢測、檢測精度高、操作簡單、適用范圍廣的轉臺分度誤差檢測方法是本領域技術人員極為關注的技術問題。

發明內容

本發明的目的是：克服現有技術的不足，提供一種可檢測轉臺任意角位置、檢測精度高、操作簡單、適用范圍廣的基于激光陀螺的轉臺分度誤差檢測方法。

為實現本發明而采用的技術解決方案是：一種基于激光陀螺的轉臺分度誤差檢測方法，包括下述步驟：

(1)將激光陀螺安裝到被檢轉臺上，使激光陀螺敏感軸與轉臺回轉軸線基本平行，激光陀螺工作，每1/N_s秒記錄一次激光陀螺輸出脈沖增量；

(2)轉臺由零位正向轉動M整周，截取所記錄數據中的連續K點數據并累加得到該段數據所屬時間間隔內激光陀螺總輸出脈沖數N₀₊，截取的K點數據包含轉臺正轉期間和正轉前、后各K2、K1、K3點數據；

轉臺反向轉動M整周回到零位，截取所記錄數據中的連續K點數據并累加得到該段數據所屬時間間隔內激光陀螺總輸出脈沖數N_0-，截取的K點數據包含轉臺反轉期間和反轉前、后各K5、K4、K6點數據；

其中K1～K6、K取值滿足：截取的K點數據的起始點與結束點均對應轉臺靜止狀態；K1+K2+K3＝K4+K5+K6＝K；

(3)轉臺由零位正向轉動到待測角度θ_i，截取所記錄數據中的連續K’點數據并累加得到該段數據所屬時間間隔內激光陀螺總輸出脈沖數N_i+，截取的K’點數據包含轉臺正轉期間和正轉前、后各K2’、K1’、K3’點數據；

轉臺反向轉動角度θ_i回到零位，截取所記錄數據中的連續K’點數據并累加得到該段數據所屬時間間隔內激光陀螺總輸出脈沖數N_i-，截取的K’點數據包含轉臺反轉期間和反轉前、后各K5’、K4’、K6’點數據；

其中K1’～K6’、K’取值滿足：截取的K’點數據的起始點與結束點均對應轉臺靜止狀態；K1’+K2’+K3’＝K4’+K5’+K6’＝K’；

(4)根據下式計算被檢轉臺角位置θ_i處的分度誤差為：

Δθ_i＝360·M·(N_i+-N_i-)(N₀₊-N_0-)-θ_i(°)。

本發明還可以包括步驟(5)：改變待測角度θ_i，重復步驟(3)～(4)，直至轉臺所有待測角度檢測完畢。

作為進一步的改進，激光陀螺敏感軸與轉臺回轉軸線二者夾角小于1^°。

本發明可以采用脈沖記錄裝置記錄激光陀螺輸出脈沖增量，被檢轉臺工作于角位置模式。

在上述方法中，轉臺由零位正向轉動到某個待測角度以及由該位置反向回到零位的時間相等或接近。

作為優選，轉臺角速率為10～100°/s。優選采用零偏穩定性優于0.01°/h的激光陀螺。優選N_s為1～10的整數，M為＞1的整數。

作為優選，取值上使K1和K6相接近，K3和K4相接近，K1’和K6’相接近，K3’和K4’相接近。

本發明的優點在于：

(1)原理簡單，檢測精度高；