[發明專利]四頻差動激光陀螺帶寬與角分辨率測試方法

有效

• 申請號: 201811286523.1
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109489686B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 汪之國;羅暉;張燚
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C19/64
• 代理公司: 湖南省國防科技工業局專利中心 43102
• 代理人: 馮青

1.四頻差動激光陀螺帶寬與角分辨率測試裝置，包括：恒溫空間、磁屏蔽罩、隔振裝置、寬帶可調磁場發生裝置、待測陀螺，采用寬帶可調磁場發生裝置施加磁場于待測陀螺上，通過光電轉換與信號處理裝置得到待測陀螺的輸出拍頻信息并利用計算機進行記錄和數據處理，通過產生的磁場并記錄相應的脈沖序列，進行數據處理后得到待測陀螺的帶寬和分辨率；其特征在于，

所述寬帶可調磁場發生裝置放在磁屏蔽罩內，包括：導電線圈和電流發生裝置；

所述待測陀螺置于恒溫空間內；

所述寬帶可調磁場發生裝置、待測陀螺及恒溫空間置于磁屏蔽罩內；

所述磁屏蔽罩置于隔振裝置上；

所述寬帶可調磁場發生裝置發出頻率從直流到高頻交流的等強度正弦磁場，同時以設定的采樣時間記錄對應每個頻率下正弦磁場導致的磁致拍頻脈沖序列，計算出磁致拍頻幅度隨頻率的變化數據序列，然后求出帶寬；

所述寬帶可調磁場發生裝置發出至少2個強度不同的穩定磁場，然后分別記錄對應的磁致零偏，然后以設定的采樣時間記錄相應不同磁場強度時的拍頻脈沖序列，以磁致零偏分配到該采樣時間內的脈沖個數作為標尺，計算出分辨率。

2.根據權利要求1所述的四頻差動激光陀螺帶寬與角分辨率測試裝置，其特征在于，所述電流發生裝置采用函數發生器或電流功率放大器，導電線圈為亥姆霍茲線圈。

3.根據權利要求1所述的四頻差動激光陀螺帶寬與角分辨率測試裝置，其特征在于，所述導電線圈纏繞在待測陀螺增益區上，或者將待測陀螺放在導電線圈內部。

4.根據權利要求1所述裝置的四頻差動激光陀螺帶寬與角分辨率測試方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟1、磁致差頻系數標定；

將磁場強度設置為H₁，利用四頻差動激光陀螺測試程序記錄零偏b(t)，采集時間長度取為T，計算出平均零偏

然后將磁場強度設置為H₂，求出相應的平均零偏計算出磁致零偏系數為，

步驟2、分辨率測量；

2.1、使寬帶可調磁場發生裝置輸出磁場強度為0，相應電流為0，記錄采樣時間為T_s時，待測陀螺輸出零偏序列為b，記錄M個點，得到數據序列b(n),n＝1,2,…,M；

2.2、緊接步驟2.1，不間斷地，將寬帶可調磁場發生裝置輸出磁場強度改為H₁，相應電流為I₁，記錄采樣時間為T_s時，待測陀螺差頻輸出序列，記錄M₁個點，得到數據序列b₁(n)，n＝1,2,…,M₁，根據此前標定的磁致差頻系數K求出電流從0變化到I₁導致的磁致零偏變化為Δb₁＝K×I₁，平分到采樣時間T_s中的磁致差頻為N_H＝Δb₁/T_s；

2.3、對數據進行處理：分別求出數據序列b(n)和數據序列b₁(n)的平均值，二者之差的絕對值為μ_N，數據序列b(n)的標準差記為σ_N，則角分辨率為這里S為陀螺的比例因子，單位為[°/h]每Hz；

步驟3、帶寬測量；

帶寬測量方法使用正弦函數磁場或方波磁場，以正弦函數磁場為例：由寬帶可調磁場發生裝置發出頻率從直流到高頻交流的等強度正弦磁場，同時以設定的采樣時間記錄對應每個頻率下正弦磁場導致的磁致差頻序列，計算出磁致差頻幅度隨交流磁場頻率的變化序列，即求出帶寬；

利用寬帶可調磁場發生裝置產生H₁ sin(ωt)的交流磁場，幅度為H₁，角頻率為ω，它所導致的差頻為B₁ sin(ωt)，ω從0開始增大直到ω_c，記錄下各個角頻率對應的磁致零偏幅度，得到B₁～ω曲線，該曲線即為四頻差動激光陀螺的幅頻響應曲線，利用信號處理技術得到3dB帶寬參量，由于幅頻響應只需零偏隨磁場頻率的相對變化，因此不必知道H₁的具體值。

5.根據權利要求4所述的四頻差動激光陀螺帶寬與角分辨率測試方法，其特征在于，所述T_s根據需要設定,以角隨機游走小于0.0005deg/sqrt(h)的陀螺為例，數據輸出時間設置為1ms。