[發明專利]一種減小非共面四頻環形激光測角儀刻度系數的方法

有效

• 申請號: 201910758339.0
• 申請日: 2019-08-16
• 公開（公告）號: CN110514197B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 陳林峰;王京獻;梁可;黨敏;韓宗虎;馬沖澤;李龍
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛行自動控制研究所
• 主分類號: G01C19/66
• 分類號: G01C19/66
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 張毓靈

本發明屬于環形激光測角儀技術，具體涉及一種減小非共面四頻環形激光測角儀刻度系數的方法。本發明通過對非共面四頻環形激光諧振腔雙光窗光電管經前置放大器輸出的2路原始信號進行求和放大、求差放大以及持續對得到的信號與其中一路基準原始信號進行求和放大、求差放大處理，得到一系列信號對，這些信號與2路原始信號在相位上呈現均勻間隔分布，從而實現對測角儀干涉條紋的細分，對這些信號對同時進行解調和計數，有效減小了測角儀的刻度系數，顯著提高了測角儀的測角精度。

技術領域

本發明屬于環形激光測角儀技術，具體涉及一種減小非共面環形激光測角儀刻度系數的方法。

背景技術

基于非共面諧振腔和法拉第磁光效應的非共面四頻環形激光測角儀具有動態范圍寬、輸出帶寬大、安裝使用簡單等優點。當有外界輸入轉速時，環形激光測角儀的諧振腔內激光光束頻率發生變化，對諧振腔輸出光干涉形成的條紋進行計數，乘以測角儀的刻度系數即得到轉過的角度，如(1)式所示：

式中：為量測時間間隔內轉過的角度；

N為測角儀在量測時間間隔內對干涉條紋進行計數得到的脈沖數；

k為測角儀的刻度系數。

環形激光測角儀是一種角速率積分傳感器，由于一般的脈沖計數器只能記錄整數個脈沖，這使它的測量分辨率只有一個脈沖當量，通常把脈沖計數值所對應的角度值與真實值之間的差別稱為量化誤差，該誤差對測角精度造成較大影響。

由(1)式可知，減小測角儀的刻度系數能夠降低量化誤差，從而提高測角精度。減小測角儀刻度系數常用的方法有：增大環形激光測角儀的諧振腔環路面積，采用多光窗(如4光窗)光電接收器對干涉條紋進行細分。增大環形激光測角儀的諧振腔環路面積會導致測角儀的體積變大，不利于工程應用。而多光窗光電管給制造技術提出了很高的要求，工程實現難度很大。

發明內容

本發明的目的是：提供一種易于工程實現，且能有效提高測角精度的減小非共面四頻環形激光測角儀刻度系數的方法。

本發明的技術方案：一種減小非共面四頻環形激光測角儀刻度系數的方法，其通過對非共面四頻環形激光諧振腔雙光窗光電管經前置放大器輸出的2路原始信號進行求和放大、求差放大以及持續對得到的信號與其中處于基準位的原始信號進行求和放大、求差放大處理，得到一系列信號對，對得到的系列信號對同時進行解調和計數，有效減小了測角儀的刻度系數。

所述經過雙光窗光電管的2路原始信號之間存在π/2相位差。

所述2路原始信號進行求和放大、求差放大后得到的分別相對原始信號基準位滯后π/4和超前π/4的兩組一級信號。

所得到的滯后基準位π/4的一級信號與原始基準位信號分別進行求和放大、求差放大后，得到超前原始基準信號3π/8相位的二級信號及滯后原始基準信號π/8相位的二級信號。

所得到的超前基準位π/4的一級信號與原始基準位信號分別進行求和放大、求差放大后，得到滯后原始基準信號3π/8相位的二級信號及超前原始基準信號π/8相位的二級信號。

所述4個二級信號分別與原始基準信號進行求和放大、求差放大后，獲得8個三級信號，所述原始信號、一級信號、二級信號及三級信號相位間隔相等，且相位間隔為π/16。

所述8個三級信號分別與原始基準信號進行求和放大、求差放大后，獲得16個四級信號，所述原始信號、一級信號、二級信號、三級信號及四級信號相位間隔相等，且相位間隔為π/32。

所述各級信號的求差放大器相同，求和放大器相同。