[發(fā)明專利]同時測量光纖陀螺標(biāo)度因數(shù)和失準(zhǔn)角的測量裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011367964.1
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112697168B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃騰超;牟家鵬;楊鈺邦;繆立軍;周一覽;車雙良;舒曉武
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林松海

本發(fā)明公開了一種同時測量光纖陀螺標(biāo)度因數(shù)和失準(zhǔn)角的測量裝置及方法。測量裝置包括裝置底座、雙軸傾角傳感器、調(diào)心軸承、X軸高精度螺紋螺栓、可調(diào)節(jié)平臺、X軸步進電機、Y軸高精度螺紋螺栓、Y軸步進電機，待測光纖陀螺安裝于可調(diào)節(jié)平臺上正中心位置。該測量裝置可以實現(xiàn)對光纖陀螺標(biāo)度因數(shù)和失準(zhǔn)角的同時測量，得到光纖陀螺的標(biāo)度因數(shù)，失準(zhǔn)角的大小以及方向。該測量裝置及測試方法有效避免了現(xiàn)有的測試方法中光纖陀螺標(biāo)度因數(shù)和失準(zhǔn)角由于測試的先后順序?qū)е碌恼`差相互耦合問題，測量結(jié)果更加準(zhǔn)確，測試過程的操作也更簡單，更便捷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種同時測量光纖陀螺標(biāo)度因數(shù)和失準(zhǔn)角的測量裝置及方法。

背景技術(shù)

光纖陀螺作為一種新型的全固態(tài)角速度傳感器，已被廣泛應(yīng)用于航空航天、控制、精確定位導(dǎo)航等領(lǐng)域。目前，光纖陀螺已經(jīng)成為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中最重要的傳感器件，其性能參數(shù)和指標(biāo)與導(dǎo)航精度直接相關(guān)。因此，光纖陀螺在實際使用之前，需要對其各項參數(shù)進行標(biāo)定及測試，其中，標(biāo)度因數(shù)以及輸入軸失準(zhǔn)角是光纖陀螺十分重要的兩項參數(shù)。

通常，光纖陀螺的實際輸入軸(IA)是指光纖陀螺中光纖線圈的等效法線方向，而光纖陀螺的輸入基準(zhǔn)軸(IRA)是指與光纖陀螺安裝面垂直的軸。將光纖陀螺安裝在轉(zhuǎn)臺上進行測試時，光纖陀螺與轉(zhuǎn)臺之間的安裝示意圖如圖1所示。光纖陀螺2安裝在轉(zhuǎn)臺1上，光纖陀螺2的輸入基準(zhǔn)軸(IRA)3與實際輸入軸(IA)4之間存在夾角γ，轉(zhuǎn)臺1的旋轉(zhuǎn)軸與光纖陀螺2的輸入基準(zhǔn)軸(IRA)3重合。

光纖陀螺的標(biāo)度因數(shù)是指光纖陀螺輸出數(shù)字量與外部輸入角速度Ω的比值。根據(jù)《GJB2426A-2004光纖陀螺儀測試方法》中所述，在對光纖陀螺標(biāo)度因數(shù)進行測試時，將光纖陀螺安裝在轉(zhuǎn)臺上，使光纖陀螺的輸入基準(zhǔn)軸(IRA)平行于轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)軸，利用轉(zhuǎn)臺產(chǎn)生不同的角速度基準(zhǔn)及其對應(yīng)的光纖陀螺輸出，最后利用最小二乘擬合得到標(biāo)度因數(shù)。

光纖陀螺的輸入軸失準(zhǔn)角是指光纖陀螺的實際輸入軸(IA)與光纖陀螺的輸入基準(zhǔn)軸(IRA)之間的夾角。根據(jù)《GJB2426A-2004光纖陀螺儀測試方法》中所述的光纖陀螺的輸入軸失準(zhǔn)角的測試方法，在測量輸入軸失準(zhǔn)角之前需要先得到標(biāo)度因數(shù)，而《GJB2426A-2004光纖陀螺儀測試方法》中所述的標(biāo)度因數(shù)測試方法在測試過程中忽略了失準(zhǔn)角的存在，導(dǎo)致測試得到標(biāo)度因數(shù)中包含了失準(zhǔn)角的誤差。

很明顯，按照《GJB2426A-2004光纖陀螺儀測試方法》中所述，光纖陀螺的標(biāo)度因數(shù)和失準(zhǔn)角測試之間存在絕對的先后順序，從而導(dǎo)致兩者之間的測試誤差相互影響。此外，《GJB2426A-2004光纖陀螺儀測試方法》中所述的光纖陀螺標(biāo)度因數(shù)的標(biāo)定方法以及失準(zhǔn)角的測試方法在安裝上要求嚴(yán)格，且測試過程比較耗時。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有測試方法的不足，本發(fā)明提供了一種同時測量光纖陀螺標(biāo)度因數(shù)和失準(zhǔn)角的測量裝置及方法。

一種同時測量光纖陀螺標(biāo)度因數(shù)和失準(zhǔn)角的測量裝置，包括裝置底座、雙軸傾角傳感器、調(diào)心軸承、X軸高精度螺紋螺栓、可調(diào)節(jié)平臺、X軸步進電機、Y軸高精度螺紋螺栓、Y軸步進電機；雙軸傾角傳感器和待測的光纖陀螺分別安裝在可調(diào)節(jié)平臺上，其中光纖陀螺位于可調(diào)節(jié)平臺上的正中心位置；X軸步進電機和Y軸步進電機正交安裝在底座上，X軸高精度螺紋螺栓與X軸步進電機相連接，Y軸高精度螺紋螺栓和Y軸步進電機相連接；調(diào)心軸承、X軸高精度螺紋螺栓、X軸步進電機、Y軸高精度螺紋螺栓和Y軸步進電機構(gòu)成了可調(diào)節(jié)平臺的調(diào)節(jié)機構(gòu)。

所述的測量裝置，通過控制X軸步進電機轉(zhuǎn)動來帶動X軸高精度螺紋螺栓，實現(xiàn)對可調(diào)節(jié)平臺的X軸方向傾斜角度的調(diào)節(jié)，通過控制Y軸步進電機轉(zhuǎn)動來帶動Y軸高精度螺紋螺栓，實現(xiàn)對可調(diào)節(jié)平臺的Y軸方向傾斜角度的調(diào)節(jié)；雙軸傾角傳感器實時顯示可調(diào)節(jié)平臺的X軸和Y軸方向的傾斜角度來指示當(dāng)前可調(diào)節(jié)平臺的傾斜狀態(tài)。

一種采用所述的測量裝置同時測量光纖陀螺標(biāo)度因數(shù)和失準(zhǔn)角的方法，測試方法如下：