CN109115244B - 一种激光陀螺仪阈值测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光陀螺仪阈值测试方法，该方法主要实现过程为：将激光陀螺仪安装于转台上，控制转台转动，使激光陀螺仪的敏感轴方向以固定间隔角度逐渐向平行地球自转方向变化，记录每个角度点下固定采样间隔下的激光陀螺仪零偏脉冲数均值
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，对
Figure 468273DEST_PATH_IMAGE002
进行直线拟合，找出零值附近非线性点，计算出非线性点组成的角度值，利用公式计算出激光陀螺阈值的数值。本发明激光陀螺仪阈值测试方法降低了对测试设备的要求，简化了测试计算过程，提高了测试效率，最小分辨率0.007°/h；同时，该方法操作简单，可靠性高，适合于生产中的批量测试。

Description

一种激光陀螺仪阈值测试方法
技术领域
本发明涉及测试技术领域，主要是一种激光陀螺仪阈值测试方法。
背景技术
阈值是影响激光陀螺性能的主要因素之一，要使激光陀螺达到实用程度，首先必须克服阈值，要研究阈值并克服阈值首先需要准确测量阈值。
测量阈值的基本原理是通过一个精度比较高的转台让激光陀螺仪敏感轴逐渐指向地理东向，通过判读陀螺的输出信号来判断陀螺的阈值。
以前的激光陀螺仪在进行阈值测试时，是通过逐一改变双轴转台内外框的角度值，使激光陀螺仪敏感轴逐渐指向地理东向，通过观察陀螺脉冲信号输出在采样间隔周期内的变化，来判定阈值点。该测试方法效率低，设备要求必须为双轴转台，每次测试至少需要2名测试人员，数据处理计算过程复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种激光陀螺仪阈值测试方法，简单、快速、准确测试激光陀螺仪阈值。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种激光陀螺仪阈值测试方法，该方法主要实现过程为：将激光陀螺仪安装于转台上，控制转台转动，使激光陀螺仪的敏感轴方向以固定间隔角度逐渐指向地理东向，记录每个角度点下固定采样间隔下的激光陀螺仪零偏脉冲数均值
Figure GDA0003419746170000011
对
Figure GDA0003419746170000012
进行直线拟合，找出零值附近非线性点，计算出非线性点组成的角度值，利用所述角度值计算出激光陀螺阈值的数值。
所述激光陀螺阈值的计算公式为：Ωt＝cosA·sin(B/2)·C；其中，A为当地纬度投影，B为非线性点组成的角度值，C为地球自转角速度。
所述激光陀螺仪通过安装夹具固定在转台上，该激光陀螺仪通过测试电缆分别与陀螺供电及脉冲输出自动采集装置相连，陀螺供电及脉冲输出自动采集装置的控制计算机均分别与转台控制箱、陀螺供电电路、采集电路相连，转台控制箱与转台相连。
1、该方法的具体实现步骤包括：
1)将激光陀螺仪固定到陀螺安装夹具上并置于单轴转台上，激光陀螺仪的测试电缆与陀螺供电及脉冲输出自动采集装置相连，实现脉冲输出信号的采集处理；
2)改变单轴转台转动角度，使激光陀螺仪敏感轴逐渐指向地理东向；
3)监测激光陀螺仪脉冲输出数值变化接近设定值1，记录此刻单轴转台的角度定位值；
4)以固定角度间隔，逐渐改变单轴转台的角度定位值，记录在每个角度点下固定采样间隔下的激光陀螺仪零偏脉冲数均值
Figure GDA0003419746170000021
直至激光陀螺仪脉冲输出数值接近设定值2；
5)将各角度点下激光陀螺仪零偏脉冲数均值
Figure GDA0003419746170000022
进行直线拟合，判断并记录非线性点的个数，得出陀螺仪阈值。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明激光陀螺仪阈值测试方法通过专用工艺装备和测试系统提供一整套的激光陀螺仪阈值测试方案。本发明激光陀螺仪阈值测试方法降低了对测试设备的要求，简化了测试计算过程，提高了测试效率，最小分辨率0.007°/h；同时，该方法操作简单，可靠性高，适合于生产中的批量测试。
附图说明
图1为本发明—实施例现场测试整体示意图；
图2为本发明—实施例激光陀螺仪阈值数据处理示意图。
具体实施方式
如图1所示，激光陀螺仪1通过安装夹具2固定在转台3上，该激光陀螺仪通过测试电缆6分别与陀螺供电及脉冲输出自动采集装置4相连，而供电及脉冲输出自动采集装置4的控制计算机分别与转台控制箱5、陀螺供电电路、采集电路相连，而转台控制箱与转台电机相接。转台控制箱涉及到转台的参数设定及控制，主要实现对转台的控制，使转台按照测试要求运行。供电及脉冲输出自动采集装置涉及到陀螺的供电、信号的采集和处理。因此，当激光陀螺发出信号由信号采集单元接收后，经控制计算机处理，分别给转台控制部件和陀螺控制部件发出控制指令，从而控制转台以及激光陀螺的敏感轴方向逐渐改变，以实现激光陀螺阈值的测量。
如图2，对采集的陀螺仪零偏脉冲数均值
Figure GDA0003419746170000031
进行直线拟合，找出零值附近非线性点，计算出非线性点组成的角度和，利用公式计算出激光陀螺阈值的数值。
本发明激光陀螺仪阈值测试方法包含如下步骤：
步骤1：单轴速率转台上电，待转台完成回零自检后，释放转台控制使能，使转台转盘能够自由转动；
步骤2：对转台转盘安装面及激光陀螺仪安装夹具进行清洁后，将安装夹具固定于转台台面中心位置；
步骤3：将激光陀螺仪安装到安装夹具上，使陀螺仪输入敏感轴IRA垂直于转台转轴，对准精度在若干角秒之内；
步骤4：用测试线缆将激光陀螺仪、脉冲输出自动采集装置连接，上电并确认激光陀螺仪和陀螺供电及脉冲输出自动采集装置工作正常；
步骤5：启动脉冲输出自动采集装置的测试软件，手动转动转台转盘，使陀螺仪敏感轴IRA逐渐指向地理东向；
步骤6：当激光陀螺仪输出脉冲值接近设定值1(+0.02±0.005)时，按下使能按钮锁住转台，记录转台当前角度示值；
步骤7：使测试软件重新采集陀螺仪脉冲输出，采集时间为100s，记录陀螺仪零偏脉冲数均值
Figure GDA0003419746170000032
步骤8：转台按顺时针方向已0.03°间隔转动，记录每个间隔下100s时间内陀螺仪零偏脉冲数均值
Figure GDA0003419746170000033
步骤9：待100s时间内陀螺仪零偏脉冲数均值
Figure GDA0003419746170000034
接近设定值2(-0.02±0.005)时，停止测试；
步骤10：将所有记录的陀螺仪零偏脉冲数均值
Figure GDA0003419746170000035
进行直线拟合，找出零值附近非线性点，利用Ωt＝cosA·sin(B/2)·C计算出激光陀螺仪阈值；其中：A为当地纬度投影，B为非线性测试点组成的转台转动角度和，C为地球自转角速度。
单轴转台包括一个转台转盘、一个转台电机、一根转台电缆和一个转台控制箱，转台转盘安装在转台电机上，转台控制箱通过转台电缆与转台电机及脉冲输出自动采集装置相连，实现转台自动控制。
脉冲输出自动采集装置包括一套采集电路、一套供电电路、一台控制计算机、一套测试电缆，供电电路、采集电路和控制计算机安装在同一测试机箱内，通过内部电缆相连，测试机箱通过测试电缆与激光陀螺仪相连。

Claims (4)

1.一种激光陀螺仪阈值测试方法，其特征在于，该方法主要实现过程为：将激光陀螺仪安装于转台上，控制转台转动，使激光陀螺仪的敏感轴方向以固定间隔角度逐渐指向地理东向，记录每个角度点下固定采样间隔下的激光陀螺仪零偏脉冲数均值
Figure FDA0003419746160000011
对
Figure FDA0003419746160000012
进行直线拟合，找出零值附近非线性点，计算出非线性点组成的角度值，利用所述角度值计算出激光陀螺阈值的数值。
2.根据权利要求1所述的激光陀螺仪阈值测试方法，其特征在于，所述激光陀螺阈值的计算公式为：Ωt＝cosA·sin(B/2)·C；其中，A为当地纬度投影，B为非线性点组成的角度和，C为地球自转角速度。
3.根据权利要求1所述的激光陀螺仪阈值测试方法，其特征在于，所述激光陀螺仪(1)通过安装夹具(2)固定在转台上，该激光陀螺仪通过测试电缆(6)分别与陀螺供电及脉冲输出自动采集装置(4)相连，陀螺供电及脉冲输出自动采集装置(4)的控制计算机均分别与转台控制箱、陀螺供电电路、采集电路相连，转台控制箱(5)与转台(3)相连。
4.根据权利要求1所述的激光陀螺仪阈值测试方法，其特征在于，该方法的具体实现步骤包括：
1)将激光陀螺仪固定到陀螺安装夹具上并置于单轴转台上，激光陀螺仪的测试电缆与陀螺供电及脉冲输出自动采集装置相连，实现脉冲输出信号的采集处理；
2)改变单轴转台转动角度，使激光陀螺仪敏感轴逐渐指向地理东向；
3)监测激光陀螺仪脉冲输出数值变化接近设定值1，记录此刻单轴转台的角度定位值；
4)以固定角度间隔，逐渐改变单轴转台的角度定位值，记录在每个角度点下固定采样间隔下的激光陀螺仪零偏脉冲数均值
Figure FDA0003419746160000013
直至激光陀螺仪脉冲输出数值接近设定值2；
5)将各角度点下激光陀螺仪零偏脉冲数均值
Figure FDA0003419746160000014
进行直线拟合，判断并记录非线性点的个数，得出陀螺仪阈值。
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光纤陀螺的死区抑制方法研究;孙丰钊;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库·信息科技辑》;20180615;第37-40页 *
光纤陀螺的死区误差删除方法研究;刘洋;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库·工程科技Ⅱ辑》;20111215;第25-28页 *

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