CN105758422A

CN105758422A - 一种积分式闭环光纤陀螺的测试方法

Info

Publication number: CN105758422A
Application number: CN201410812299.0A
Authority: CN
Inventors: 李阳; 鲁浩; 卢丽勇; 虞翔
Original assignee: Shanghai Hengtong Photoelectric Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Aoshi Control Technology Co Ltd
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2034-12-19
Also published as: CN105758422B

Abstract

本发明一种积分式闭环光纤陀螺的测试方法，用以测试闭环光纤陀螺在不同环境下的综合性能指标，包括以下步骤：1)根据通用的测试方法获得待测闭环光纤陀螺的标度因数K和零偏值B₀；2)在不同的测试环境下分别对待测闭环光纤陀螺进行测试，包括静态方位变化测试、动态方位变化测试、高低温环境方位变化测试和力学环境方位变化测试；3)对不同测试环境下的闭环光纤陀螺的输出量N_t在一定的测量时间段t内进行积分计算，得到待测闭环光纤陀螺的方位值F；4)根据不同测试环境下积分得到的方位值，对待测闭环光纤陀螺的性能进行判定。与现有技术相比，本发明具有实用价值高、成本低等优点。

Description

一种积分式闭环光纤陀螺的测试方法

技术领域

本发明涉及一种闭环光纤陀螺的测试方法，尤其是涉及一种积分式闭环光纤陀螺的测试方法。

背景技术

陀螺仪是一种角速率传感器，是敏感相对惯性空间角运动的装置，是目前用于确定运动体空间运动姿态的主要传感器。可应用于海陆空天各种领域。由于各种型号光纤陀螺要求不同，测试方法并不统一。陀螺生产厂家也很难准确理解系统需求。上位系统一般采用三轴陀螺仪和三轴加速度计实现姿态和位置解算，进行导航或姿态控制。三轴系统的方位解算算法非常复杂，测试更是需要三轴高精度转台进行测试。成本高，代价大。陀螺厂家不会按照上位系统的测试方法进行方位测试，往往根据已有的方法测试，安装入系统之后发现存在一些问题和隐患，导致导航或姿态控制精度降低甚至无法满足使用要求。因此，现在迫切需求符合系统实际应用环境的光纤陀螺测试方法。

现有的测试方法，只单纯测试角速率。没有转换为姿态方位。实际应用中出现这样的陀螺，做成姿态系统后，旋转一定角度，再旋转回来，姿态位置不能回到原点。其原因是没有对陀螺进行这方面的测试。这种情况下，姿态系统是无法应用的。该积分式测试方法对此种情况进行了测试。能够有效筛选出陀螺的好坏。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实用价值高、成本低的积分式闭环光纤陀螺的测试方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种积分式闭环光纤陀螺的测试方法，用以测试闭环光纤陀螺在不同环境下的的综合性能指标，包括以下步骤：

1)根据通用的测试方法获得待测闭环光纤陀螺的标度因数K和零偏值B₀；

2)在不同的测试环境下分别对待测闭环光纤陀螺进行测试，包括静态方位变化测试、动态方位变化测试、高低温环境方位变化测试和力学环境方位变化测试；

3)对不同测试环境下的闭环光纤陀螺的输出量N_t在一定的测量时间段t内进行积分计算，得到待测闭环光纤陀螺的方位值F，F的计算式为：

其中，Ω_e为地球自转角速率，为测试当地的纬度；

4)根据不同测试环境下积分得到的方位值，对待测闭环光纤陀螺的性能进行判定。

所述的步骤2)中的静态方位变化测试具体包括以下步骤：

将待测闭环光纤陀螺静置在水平面上，获得水平面上待测闭环光纤陀螺的输出值，经过步骤3)中的积分得到待测闭环光纤陀螺静态方位的方位值，并与零值进行比较。

所述的步骤2)中的动态方位变化测试具体包括以下步骤：

将待测闭环光纤陀螺固定在单轴转台上，记录转台的初始位置坐标，在一定的测量时间段t内，将转台旋转或摆动，在测量结束时刻记录转台的终止位置坐标，计算得到测量时间段t内的转台位置变化量，经过步骤3)中的积分得到待测闭环光纤陀螺静态方位的方位值，并与转台位置变化量作出比较。

步骤2)中的高低温环境方位变化测试具体包括以下步骤：

将待测闭环光纤陀置于高低温环境下，分别进行静态方位变化测试和动态方位变化测试，将根据步骤3)得到的方位值与标准值进行比较。

步骤2)中的力学环境方位变化测试具体包括以下步骤：

将待测闭环光纤陀置于振动冲击环境下，分别进行静态方位变化测试和动态方位变化测试，将根据步骤3)得到的方位值与标准值进行比较。

所述的步骤4)中的性能判定标准为：

(1)静态方位变化测试：方位值与零值的差值越小，则陀螺的性能越好，在一定的测量时间段内各个时间点的方位值的线性度越好，则陀螺的可补偿性越好；

(2)动态方位变化测试：方位值与转台位置变化量的差值越小，则陀螺的性能越好。

所述的步骤1)中通用的测试方法为GJB2426A-2004的光纤陀螺仪测试方法。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、实用价值高，直接将角速度通过积分转换为测试系统所输出的姿态位置，本方法测试的位置偏移量的大小能直接预估该陀螺应用的系统输出的姿态位置精度，对光纤陀螺使用方评估陀螺及系统的预期精度非常便利。

二、成本低，本方法测试简单方便，不需增加测试设备，在现有测试的设备基础上，只需增加数据处理步骤和在动态测试时增加一些简单的实验步骤，即可得到测试结果，采用单轴转台即足够动态性能测试。

附图说明

图1为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例：

如图1所示，一种积分式闭环光纤陀螺的测试方法，用以测试闭环光纤陀螺在不同环境下的的综合性能指标，包括以下步骤：

1)根据GJB2426A-2004的光纤陀螺仪测试方法获得待测闭环光纤陀螺的标度因数K和零偏值B₀；

2)在不同的测试环境下分别对待测闭环光纤陀螺进行测试，包括静态方位变化测试、动态方位变化测试、高低温环境方位变化测试和力学环境方位变化测试，

静态方位变化测试具体包括以下步骤：

将待测闭环光纤陀螺静置在水平面上，获得水平面上待测闭环光纤陀螺的输出值，经过步骤3)中的积分得到待测闭环光纤陀螺静态方位的方位值，并与零值进行比较；

动态方位变化测试具体包括以下步骤：

将待测闭环光纤陀螺固定在单轴转台上，记录转台的初始位置坐标，在一定的测量时间段t内，将转台旋转或摆动，在测量结束时刻记录转台的终止位置坐标，计算得到测量时间段t内的转台位置变化量，经过步骤3)中的积分得到待测闭环光纤陀螺静态方位的方位值，并与转台位置变化量作出比较；

高低温环境方位变化测试和力学环境方位变化测试具体包括以下步骤：

其中，Ω_e为地球自转角速率，为测试当地的纬度；

4)根据不同测试环境下积分得到的方位值，对待测闭环光纤陀螺的性能进行判定，性能判定标准为：

本实用的积分式闭环光纤陀螺测试方法核心是采用积分算法，时刻将单轴陀螺仪的输出进行累计同时减去固有零偏，衡量陀螺仪的方位角度在一些情况下的变化。原理如同上位系统姿态解算。但是由于是单轴测试，只需要一个基准平面就能实现。原理简单，实用方便，在上系统之前按照系统实现目的进行了方位测试。

Claims

1.一种积分式闭环光纤陀螺的测试方法，用以测试闭环光纤陀螺在不同环境下的的综合性能指标，其特征在于，包括以下步骤：

其中，Ω_e为地球自转角速率，为测试当地的纬度；

2.根据权利要求1所述的一种积分式闭环光纤陀螺的测试方法，其特征在于，所述的步骤2)中的静态方位变化测试具体包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种积分式闭环光纤陀螺的测试方法，其特征在于，所述的步骤2)中的动态方位变化测试具体包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的一种积分式闭环光纤陀螺的测试方法，其特征在于，步骤2)中的高低温环境方位变化测试具体包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述的一种积分式闭环光纤陀螺的测试方法，其特征在于，步骤2)中的力学环境方位变化测试具体包括以下步骤：

6.根据权利要求1所述的一种积分式闭环光纤陀螺的测试方法，其特征在于，所述的步骤4)中的性能判定标准为：

7.根据权利要求1所述的一种积分式闭环光纤陀螺的测试方法，其特征在于，所述的步骤1)中通用的测试方法为GJB2426A-2004的光纤陀螺仪测试方法。