CN112857397A - 一种新型双自由度陀螺传感器零位调整系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型双自由度陀螺传感器零位调整系统及方法，其技术特点是：通过对于传统检测线路的优化，使用调零线路板将其中重要的接口及电阻使用引线引出，构建了一种新型双自由度陀螺传感器零位调整系统，同时根据本系统构建了一种新型双自由度陀螺传感器零位调整方法。本发明能够在陀螺传感器零位调整的同时兼顾陀螺与g无关常值漂移的调整。同时本发明的调零线路板不需要变压器，陀螺和线路板体积能够做小，尤其精度优于0.01°/h的高精度陀螺以及体积小于

的微型陀螺，采用本发明能够进行检测。

Description

一种新型双自由度陀螺传感器零位调整系统及方法

技术领域

本发明属于角速度传感器领域，尤其是一种新型双自由度陀螺传感器零位调整系统及方法。

背景技术

在惯性导航与测控技术领域，陀螺仪是核心元件。陀螺内部一般设置有陀螺传感器，传感器零位调整是陀螺调试中的重要环节，传感器零位反映的是陀螺机械零位和电器零位的重合程度，传感器相位反映的是陀螺传感器输出信号与传感器激励信号的相位差。通常在设计和生产中均要求陀螺的机械参数和电器参数要严格一致，通过正确选择测量电路的型式，并在电路中设置零位和相位调整环节，经仔细调整电路参数，可实现陀螺传感器输入和输出相位一致、零位电压最小的要求。一般情况下，传感器零位越小，陀螺精度越高。

单自由度陀螺由于只有一路传感器零位调整线路，因而其传感器零位调整线路相对简单。而双自由度陀螺对应双路传感器零位调整线路，且两路之间存在交叉耦合等，因而双路传感器零位调整相对复杂。

传统传感器零位调整线路及方法存在陀螺体积无法做小、传感器自身发热量大、零位调整方法单一等不足。为适应当前陀螺仪小型化、高精度发展趋势的要求，需要发明一种新型双自由度陀螺传感器零位调整方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种新型双自由度陀螺传感器零位调整系统及方法，能够在陀螺传感器零位调整的同时可兼顾陀螺与g无关常值漂移的调整。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种新型双自由度陀螺传感器零位调整系统，包括：激励电源、第一选通板、调零线路板、工装、转台、第二选通板、电阻序列板，其中激励电源连接第一选通板的输入端、第一选通板的输出连接调零线路板，调零线路板连接第二选通板，调零线路板引线和第二选通板输出连接电阻序列板，工装固定在转台上。

而且，所述调零线路板包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻Rx、电阻Ry、接口P1、接口P2、接口P6、接口P7、接口P8、接口P12和接口P20，所述接口P12分别连接电阻R4的一端、电阻R6的一端和陀螺传感器的线圈X1的一端，线圈X1的另一端分别连接接口P1和陀螺传感器的线圈X2的一端，陀螺传感器的线圈X2的另一端分别连接接口P2、电阻R3的一端和电阻R5的一端，电阻R5的另一端分别连接电阻R4的另一端、陀螺传感器的线圈Y1的一端和接口P20，陀螺传感器的线圈Y1的另一端分别连接接口P7和陀螺传感器的线圈Y2的一端，陀螺传感器的线圈Y2的另一端分别连接电阻R3的另一端、电阻R7的一端和接口P6，电阻R7的另一端分别连接接口P8和电阻R6的另一端，电阻Rx并联在陀螺传感器的线圈X1或陀螺传感器的线圈X2的两端，电阻Ry并联在陀螺传感器的线圈Y1或陀螺传感器的线圈Y2的两端。

而且，所述选通板包括两个选通单元，每个选通单元包括一个输入和两个输出，第一选通板的第一选通单元的第一选通输出连接接口P12，第一选通板的第一选通单元的第二选通输出连接接口P2，第一选通板的第二选通单元的第一选通输出连接接口P6，第一选通板的第二选通单元的第二选通输出连接接口P20，第二选通板的第一选通单元的输入连接电阻Rx一端，第二选通板的第一选通单元的第一选通输出连接接口P12，第二选通板的第一选通单元的第二选通输出连接接口P2，第二选通板的第一选通单元的输入连接电阻Ry引脚末端，第二选通板的第二选通单元的第一选通输出连接接口P6，第二选通板的第二选通单元的第二选通输出连接接口P20。

而且，所述电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻Rx和电阻Ry分别通过引线至电阻序列板调节各电阻阻值。

一种新型双自由度陀螺传感器零位调整系统的调整方法，包括以下步骤：

步骤1、将陀螺装夹到系统的工装上并与调零线路板进行接线，将转台主轴置于初始位置，启动陀螺查看陀螺闭路情况，若闭路正常则将转台俯仰轴转动至平行极轴位置，否则继续调节；

步骤2、判断陀螺是否带有温控装置，若带有温控装置则开启温控装置进行加温，否则进行步骤3；

步骤3、启动陀螺马达并打开激磁，待加温到工作温度后通过第一选通板和第二选通板上的开关选通传感器激磁接口P2、接口P20或接口P12、接口P6以及电阻Rx、电阻Ry通路的全部组合。

步骤4、记录所有组合陀螺开路X轴和Y轴传感器零位之和，并选取陀螺开路X轴和Y轴传感器零位之和最小的组合作为选通结果。

步骤5、将陀螺激磁输入端和X轴或Y轴传感器信号接口端接入示波器，通过电阻序列板上的电阻调整传感器零位，观察示波器上的陀螺仪传感器信号，将输入信号和输出信号调试到李沙育图模式。

步骤6、闭合反馈回路，观察与g无关常值漂移大小，若满足则结束；若不满足传感器零位及与g无关常值漂移要求，则关闭陀螺等待数秒重启陀螺，重复上述调试过程；

步骤7、关闭陀螺将转台俯仰轴转动至与地面铅垂线平行的姿态，启动陀螺观察常值大小，若力矩器常值输出满足要求，则调试结束；否则将转台俯仰轴重新转动至平行极轴位置并重复全调试过程，直至满足最终条件为止。

而且，所述步骤5的具体实现方法为：将陀螺激磁输入信号端接入示波器的CH1口，X轴传感器信号P1端或Y轴传感器信号P7端接至示波器CH2口，然后通过电阻序列板上的电阻调节调零线路板电阻阻值来调整传感器零位，观察示波器上的陀螺仪传感器信号，将输入信号和输出信号调试到李沙育图模式，当陀螺仪处于开路状态时，清晰看到李沙育图形为椭圆，改变传感器桥路电阻，当传感器零位减小到一定程度时闭合陀螺仪反馈回路，继续改变零位调整辅助电阻序列板上对应电阻，使李沙育图形由椭圆变为一条斜线，继续改变零位调整辅助电阻序列板上电阻，使李沙育图形变为一条水平直线，传感器零位最小且传感器输出信号与传感器输入信号相位一致。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明通过对于传统检测线路的优化，使用调零线路板将其中重要的接口及电阻使用引线引出，构建了一种新型双自由度陀螺传感器零位调整系统，同时根据本系统构建了一种新型双自由度陀螺传感器零位调整方法。本发明能够在陀螺传感器零位调整的同时兼顾陀螺与g无关常值漂移的调整。

2、本发明的调零线路板不需要变压器，陀螺和线路板体积能够做小，尤其精度优于0.01°/h的高精度陀螺以及体积小于

的微型陀螺，采用本发明能够进行检测。同时本发明流入陀螺内部线圈电流可调节，明显减少传感器自身的发热以及无功功率，适用用于高精度陀螺。

3、本发明陀螺传感器单路激磁输入，双路激磁输出，符合双自由度陀螺标准要求。同时本发明陀螺传感器激磁的输入端以及陀螺传感器线圈并联电阻的引脚位置可选通，可实现8种陀螺传感器零位输出状态，从而使传感器零位调整方式灵活多样。

附图说明

图1是本发明系统线路连接示意图；

图2是单个传感器原理图；

图3是传统单路传感器零位调整线路；

图4是差动式双路电感传感器示意图；

图5是差动式双路电感传感器侧视图；

图6是传统双路传感器线圈X零位调整线路；

图7是传统双路传感器线圈Y零位调整线路；

图8是变压器示意图；

图9是新型双路传感器零位调整电路；

图10是简化的新型传感器零位调整电路图；

图11是Zd和

向量计算示意图；

图12是李沙育图形辅助传感器零位调整示意图；

图13平行地球极轴传感器零位调整示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详述。

一种新型双自由度陀螺传感器零位调整系统，如图2所示，包括：激励电源、第一选通板、调零线路板、工装、转台、第二选通板、电阻序列板，其中激励电源连接第一选通板的输入端、第一选通板的输出连接调零线路板，调零线路板连接第二选通板，调零线路板引线和第二选通板输出连接电阻序列板，工装固定在转台上。

调零线路板包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻Rx、电阻Ry、接口P1、接口P2、接口P6、接口P7、接口P8、接口P12和接口P20，所述接口P12分别连接电阻R4的一端、电阻R6的一端和陀螺传感器的线圈X1的一端，线圈X1的另一端分别连接接口P1和陀螺传感器的线圈X2的一端，陀螺传感器的线圈X2的另一端分别连接接口P2、电阻R3的一端和电阻R5的一端，电阻R5的另一端分别连接电阻R4的另一端、陀螺传感器的线圈Y1的一端和接口P20，陀螺传感器的线圈Y1的另一端分别连接接口P7和陀螺传感器的线圈Y2的一端，陀螺传感器的线圈Y2的另一端分别连接电阻R3的另一端、电阻R7的一端和接口P6，电阻R7的另一端分别连接接口P8和电阻R6的另一端，电阻Rx并联在陀螺传感器的线圈X1或陀螺传感器的线圈X2的两端，电阻Ry并联在陀螺传感器的线圈Y1或陀螺传感器的线圈Y2的两端。

选通板包括两个选通单元，每个选通单元包括一个输入和两个输出，第一选通板的第一选通单元的第一选通输出连接接口P12，第一选通板的第一选通单元的第二选通输出连接接口P2，第一选通板的第二选通单元的第一选通输出连接接口P6，第一选通板的第二选通单元的第二选通输出连接接口P20，第二选通板的第一选通单元的输入连接电阻Rx一端，第二选通板的第一选通单元的第一选通输出连接接口P12，第二选通板的第一选通单元的第二选通输出连接接口P2，第二选通板的第一选通单元的输入连接电阻Ry引脚末端，第二选通板的第二选通单元的第一选通输出连接接口P6，第二选通板的第二选通单元的第二选通输出连接接口P20。

电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻Rx和电阻Ry分别通过引线至电阻序列板调节各电阻阻值。

一种新型双自由度陀螺传感器零位调整系统的调整方法，包括以下步骤：

步骤1、将陀螺装夹到系统的工装上并与调零线路板进行接线，将转台主轴置于初始位置，启动陀螺查看陀螺闭路情况，若闭路正常则将转台俯仰轴转动至平行极轴位置，否则继续调节；

步骤2、判断陀螺是否带有温控装置，若带有温控装置则开启温控装置进行加温，否则进行步骤3；

步骤3、启动陀螺马达并打开激磁，待加温到工作温度后通过第一选通板和第二选通板上的开关选通传感器激磁接口P2、接口P20或接口P12、接口P6以及电阻Rx、电阻Ry通路的全部组合。

步骤4、记录所有组合陀螺开路X轴和Y轴传感器零位之和，并选取陀螺开路X轴和Y轴传感器零位之和最小的组合作为选通结果。

步骤5、将陀螺激磁输入端和X轴或Y轴传感器信号接口端接入示波器，通过电阻序列板上的电阻调整传感器零位，观察示波器上的陀螺仪传感器信号，将输入信号和输出信号调试到李沙育图模式。

步骤6、闭合反馈回路，观察与g无关常值漂移大小，若满足则结束；若不满足传感器零位及与g无关常值漂移要求，则关闭陀螺等待数秒重启陀螺，重复上述调试过程；

步骤7、关闭陀螺将转台俯仰轴转动至与地面铅垂线平行的姿态，启动陀螺观察常值大小，若力矩器常值输出满足要求，则调试结束；否则将转台俯仰轴重新转动至平行极轴位置并重复全调试过程，直至满足最终条件为止。

其中步骤5的具体实现方法为：将陀螺激磁输入信号端接入示波器的CH1口，X轴传感器信号P1端或Y轴传感器信号P7端接至示波器CH2口，然后通过电阻序列板上的电阻调节调零线路板电阻阻值来调整传感器零位，观察示波器上的陀螺仪传感器信号，将输入信号和输出信号调试到李沙育图模式，当陀螺仪处于开路状态时，清晰看到李沙育图形为椭圆，改变传感器桥路电阻，当传感器零位减小到一定程度时闭合陀螺仪反馈回路，继续改变零位调整辅助电阻序列板上对应电阻，使李沙育图形由椭圆变为一条斜线，继续改变零位调整辅助电阻序列板上电阻，使李沙育图形变为一条水平直线，传感器零位最小且传感器输出信号与传感器输入信号相位一致。

本发明的推导过程如下：

常见的单个电感传感器由激磁线圈、铁芯和衔铁构成。线圈的电感L为：

其中，δ为工作气隙长度，S为气隙截面积，W为线圈匝数，μ₀为真空磁导率。

在其它参数不变的情况下，气隙长度δ的变化可引起线圈电感的变化。为了将电感变化变换为易于测量的电信号，需采用合适的测量电路。单路差动式电感传感器由一对如图2所示的单个电感传感器组成，如图4和图5所示为双路电感传感器其中一路，例如C、D合用一个衔铁构成差动结构，组成单路差动式电感传感器。若一个传感器的气隙减少Δδ时，则另一个传感器的气隙增大Δδ。从而使C、D两个传感器电感一个增加另一个减少，两个传感器的总电感变化量为：

其中，δ₀为陀螺转子偏角α＝0时工作气隙长度，L₀为陀螺转子偏角α＝0时两个线圈电感，Δδ为工作气隙变化量。

如图3所示为单路差动式电感传感器零位调整线路。其中，线圈X1和线圈X2为陀螺传感器线圈，电阻r1和电阻r2为线圈内阻。必要时在线圈X1和线圈X2上分别并联电阻R1和电阻R2，在图中使用虚线表示。通过调整电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4使传感器输出电压U₀最小。假设线圈X1和线圈X2的电感L1和L2出现差异引起传感器输出U₀相对传感器激磁电压U发生偏转，则使用并联电阻R1和电阻R2对偏转相位进行校正。

差动式双路电感传感器由完全相同的一对相互正交的单路差动式电感传感器组成，其原理如图4和图5所示。

传统的双路陀螺传感器零位调整电路如图6、图7和图8所示，使用变压器将一路传感器激励分成两路激励，电路基本结构形式是如图3所示单路差动式传感器零位调整线路的简单叠加。

传统双路传感器零位调整方案主要有两种：

方案一：变压器放在激磁电源一端，两路激磁不共地，由激磁电源提供方负责加隔离变压器，对双路传感器X、Y路分别进行零位调整。

方案二：是将变压器放在陀螺调零板上，同样对双路传感器X、Y路分别进行零位调整。

由于双自由度陀螺通用标准中规定陀螺传感器激磁为单路输入，因而方案一将变压器放在激磁电源一端不符合通用标准规定，限制了陀螺通用性和互换性。

现役低精度、体积较大的双自由度陀螺采用上述变压器分路方式较多，但在高精度和微型双自由度陀螺中，变压器的使用遇到限制：首先是变压器电磁转换不可避免产生噪声，对陀螺整体精度产生不利影响；其次是变压器体积无法做到很小，因此

以下体积陀螺很难再加装变压器。

另外，如图6、图7和图8所示对双路传感器X、Y路分别进行零位调整，忽略了双路陀螺X轴和Y轴之间的交叉耦合的影响，但实际上X轴和Y轴之间的交叉耦合是非常复杂且难以调整的难题。忽视交叉耦合对陀螺的故障分析及批产成活率均带来负面影响。

如图9所示为本发明新型双路传感器零位调整电路。电路中线圈X1和线圈X2是X路传感器线圈，线圈Y1和线圈Y2是Y路传感器线圈。电阻Rx为X路传感器并联电阻，能够并联在线圈X1上，也可并联在线圈X2上。电阻Ry为Y路传感器并联电阻，能够并联在线圈Y1上，也可并联在线圈Y2上。电阻R5具有分流作用，降低流经陀螺传感器线圈的电流，从而降低传感器线圈发热及传感器自身功率，增强传感器精度和稳定性。电阻R6和电阻R7为基准电阻，电阻R6和电阻R7中点接口P8为X和Y路传感器的输出基准点，接口P1相对接口P8的电势为X路传感器电压输出，接口P7相对接口P8的电势为Y路传感器电压输出。电阻R4为X路串联电阻，电阻R3为Y路串联电阻。

激磁输入的始末端有两种选择：接口P2和接口P20能够单独作为传感器激磁输入的始末端，同样接口P6和接口P12也能够单独作为传感器激磁输入的始末端。

下面以接口P2和接口P20做为激磁的输入的起始端，利用向量图作为辅助分析工具，对X路传感器输出U_P1和U_P8进行推导。

如图10所示，将电路进行简化处理。电路中电阻R5是起分流作用的纯电阻，可暂时忽略。并联电阻Rx和电阻Ry为并联电阻，阻值在几十K至∞，在理想情况下可视为∞，即断路状态。电阻R3和电阻R4设为短路，即R3＝R4＝0。

由于线圈X1和线圈X2在结构上相对陀螺轴线是对称的，因此当线圈X1电感增大时，线圈X2电感必等量减小。同理线圈Y1和线圈Y2也遵循上述原则。

若图10中激磁电源电压交流2.5V，频率19.2kHz；线圈X1和线圈X2的电感Lx1＝35mH，Lx2＝25mH；线圈Y1和线圈Y2的电感Ly1＝30mH，Ly2＝30mH；Rx1＝Rx2＝60Ω，Ry1＝Ry2＝60Ω；R6＝R7＝240Ω。其中Rx1、Rx2和Ry1、Ry2为线圈X1、线圈X2、线圈Y1和线圈Y2的内阻。

图10中线圈X1和线圈X2的阻抗：

Zx1＝Rx1+2πfLj＝60+2×3.14×19.2×10³×35×10^-3＝60+4200jΩ

Zx2＝Rx2+2πfLj＝60+2×3.14×19.2×10³×25×10^-3＝60+3000j＝3000.6∠88.85°Ω

支路a阻抗：

Za＝Zx1+Zx2＝120+7200j＝7201∠89°Ω

同理：

Zy1＝60+3600jΩ；Zy2＝60+3600j＝3600.5∠89°Ω

支路b阻抗：

Zb＝Zy1+Zy2＝120+7200j＝7201∠89°Ω

支路a和支路b并联阻抗：

支路a、b和支路c并联阻抗：

如图11(a)所示，分母Zd由向量图应用余弦定理计算：

可知：Zd＝3641∠81°Ω代入支路a、b和支路c并联阻抗中

Zabc＝475∠8°Ω

则：

同理：

如图11(b)所示，电流为：

即：

5.26×10^-3∠-8°A＝5.21×10^-3∠0°+3.5×10^-4∠-89°+3.5×10^-4∠-89°A

则：

由于

相位角非常小，因此近似1.05∠0°V，所以X路传感器零位为

Y路传感器零位为

由此能够看出，线圈X1和线圈X2的电感不相等，导致X路传感器零位出现200mV的零位。而线圈Y1和线圈Y2的电感相等，则Y路传感器零位为0mV。

从上述推导也能够看出，线圈X1、线圈X2、线圈Y1和线圈Y2均为电感元件，电感元件本身电阻远小于电感元件阻抗。根据电感元件的特性可知，其上电流

和

相位比电压相位滞后约90°。在选取上述参数组织电路后，传感器零位电压发生较小的偏移，例如

偏移为0.05°。

由于传感器线圈置于陀螺内部，因此必须减少流经传感器线圈的电流，以减小线圈本身的发热。并且线圈自身的感抗比较大，线圈充放电进行能量交换的无功功率也要进行严格限制，因此减小流经线圈的电流是电路本身内在需要。例如高精度陀螺流经传感器线圈电流需≤0.5mA。

而基准电阻R6和基准电阻R7置于陀螺外部，电阻本身的发热在一定程度上被温控装置所平衡，所以流经基准电阻R6和基准电阻R7的电流可适当放大至5mA左右，因此图10支路c总电阻阻值为

R6和R7在支路c上各分得250Ω左右，实际基准电阻R6和基准电阻R7阻值范围限定在238Ω～250Ω。

如图9所示，为了抵消传感器零位电压偏移，需要在线圈X1或线圈X2上并联电阻。假设在线圈X2的阻抗为Zx2＝60+3600j＝3600.5∠89°，在线圈X2上并联电阻Rx100kΩ，则Zx2||100kΩ＝3597∠87°，使得线圈X2处阻抗在相位发生改变，这种改变再代入到整个电路中，从而产生纠正相位的作用。经过实践实际电阻Rx和电阻Ry范围限定在10kΩ～+∞。

如图9所示，电路中电阻R3和电阻R4串联到支路中，其主要作用是调节节点电势。当电阻R3电阻增大时，接口P7和接口P8相对接口P2点电势同时减小，接口P7和接口P8之间电势差，即Y路传感器零位变化不明显，而接口P1与接口P8之间的电势差，即X路传感器零位变化明显，因此电阻R3对X路零位调节作用明显，同理电阻R4对Y路零位调节作用明显。实际电阻R3和电阻R4范围限定在0Ω～10Ω。

由于X路零位对应Y路陀螺与g无关常值漂移，Y路零位对应X路陀螺与g无关常值漂移，因此实际传感器零位调节过程中，电阻R3和电阻R4还用于调整X和Y路陀螺与g无关常值漂移。

当接口P1点和接口P7点电势同时大于或小于接口P8点电势时，调节电阻R6和电阻R7对调节X、Y路传感器输出作用明显。当接口P1点和接口P7点其中之一电势大于或小于接口P8点电势时，使用电阻Rx和电阻Ry并联在对应传感器线圈X1或线圈X2和线圈Y1或线圈Y2上，对调整其中一路传感器零位输出作用明显。

上述图10简化的传感器零位调整电路是针对双自由度陀螺传感器零位调整的一种基本形式电路。在工程实践中为进一步提高陀螺精度，往往需要更进一步减少流经传感器线圈的电流，以减少传感器自身的发热以及无功功率，此时需要并联如图9中电阻R5。

和

幅值明显比

低一个数量级，由于功率是电流的平方关系，因此线圈的发热效应明显减小。例如某型号双自由度陀螺精度为0.001°/h～0.02°/h，在图10电路支路上并联R5电阻51Ω，经测定流经传感器线圈电流降至0.2mA以内。

在实际调节传感器零位时，综合利用电阻Rx、电阻Ry、电阻R3、电阻R4、电阻R6、电阻R7和电阻R5将传感器零位调至最小。当出现陀螺与g无关常值漂移不满足要求时，利用电阻R3和电阻R4对陀螺与g无关常值漂移进行调整。然后再综合利用电阻Rx和电阻Ry以及电阻R6、电阻R7、电阻R3和电阻R4将传感器零位调至最小。如此循环往复，直到与g无关常值漂移满足要求、传感器零位调整至最小为止。

假设仍以P2-P20为激磁输入始末端，通过选通开关使得电阻Rx和电阻Ry分别短接到如图9所示电路对应节点上，记录U_ox和U_oy并求和。例如某样品陀螺经过上述试验测定数据如下表1所示：

表1电阻Rx和电阻Ry选通表

根据上表计算得知，当电阻Rx短接接口P2；电阻Ry短接接口P20时，U_ox+U_oy幅值最小，则按照电阻Rx短接接口P2；电阻Ry短接接口P20进行传感器零位电阻配置。

将陀螺激磁输入端，即输入信号接入示波器CH1口，X路或Y路传感器信号P1或P7端，即输出信号接至示波器CH2口，然后通过电阻序列板上的电阻来调整传感器零位。观察示波器上的陀螺仪传感器信号，将输入信号和输出信号调试到李沙育图模式。

如图12(a)所示，当陀螺仪处于开路状态时，能够清晰看到李沙育图形为椭圆，改变传感器桥路电阻，当传感器零位减小到一定程度时闭合陀螺仪反馈回路，继续改变零位调整辅助电阻序列板上对应电阻，如图12(b)所示，使李沙育图形由椭圆变为一条斜线，尝试继续改变零位调整辅助电阻序列板上电阻，如图12(c)所示，使李沙育图形变为一条水平直线，传感器零位最小且传感器输出信号与传感器输入信号相位一致。

闭合反馈回路，观察与g无关常值漂移大小。若不满足传感器零位及与g无关常值漂移要求，关闭陀螺等待数秒重启陀螺，重复上述调试过程。

如图13所示，关闭陀螺将转台俯仰轴转动至与地面铅垂线平行的姿态，启动陀螺观察常值大小，若力矩器常值输出不满足上述条件，需要将转台俯仰轴重新转动至平行极轴位置并重复全调试过程，直至满足最终条件为止。

将配置好的电阻焊到调零板上，参见图9所示，Rx按照选通结果焊至焊点6或20上；Ry按照选通结果焊至焊点2或12上。激磁输入始端接至焊点P2或P12上，激磁输入末端接至焊点P20或P6上。

整个传感器零位调整电阻焊装完成后，陀螺加温至工作温度进行试验，观察传感器零位和陀螺g无关常值漂移是否已经达到预期值。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种新型双自由度陀螺传感器零位调整系统，其特征在于包括：激励电源、第一选通板、调零线路板、工装、转台、第二选通板、电阻序列板，其中激励电源连接第一选通板的输入端、第一选通板的输出连接调零线路板，调零线路板连接第二选通板，调零线路板引线和第二选通板输出连接电阻序列板，工装固定在转台上。

2.根据权利要求1所述的一种新型双自由度陀螺传感器零位调整系统，其特征在于：所述调零线路板包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻Rx、电阻Ry、接口P1、接口P2、接口P6、接口P7、接口P8、接口P12和接口P20，所述接口P12分别连接电阻R4的一端、电阻R6的一端和陀螺传感器的线圈X1的一端，线圈X1的另一端分别连接接口P1和陀螺传感器的线圈X2的一端，陀螺传感器的线圈X2的另一端分别连接接口P2、电阻R3的一端和电阻R5的一端，电阻R5的另一端分别连接电阻R4的另一端、陀螺传感器的线圈Y1的一端和接口P20，陀螺传感器的线圈Y1的另一端分别连接接口P7和陀螺传感器的线圈Y2的一端，陀螺传感器的线圈Y2的另一端分别连接电阻R3的另一端、电阻R7的一端和接口P6，电阻R7的另一端分别连接接口P8和电阻R6的另一端，电阻Rx并联在陀螺传感器的线圈X1或陀螺传感器的线圈X2的两端，电阻Ry并联在陀螺传感器的线圈Y1或陀螺传感器的线圈Y2的两端。

3.根据权利要求1所述的一种新型双自由度陀螺传感器零位调整系统，其特征在于：所述选通板包括两个选通单元，每个选通单元包括一个输入和两个输出，第一选通板的第一选通单元的第一选通输出连接接口P12，第一选通板的第一选通单元的第二选通输出连接接口P2，第一选通板的第二选通单元的第一选通输出连接接口P6，第一选通板的第二选通单元的第二选通输出连接接口P20，第二选通板的第一选通单元的输入连接电阻Rx一端，第二选通板的第一选通单元的第一选通输出连接接口P12，第二选通板的第一选通单元的第二选通输出连接接口P2，第二选通板的第一选通单元的输入连接电阻Ry引脚末端，第二选通板的第二选通单元的第一选通输出连接接口P6，第二选通板的第二选通单元的第二选通输出连接接口P20。

4.根据权利要求2所述的一种新型双自由度陀螺传感器零位调整系统，其特征在于：所述电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻Rx和电阻Ry分别通过引线至电阻序列板调节各电阻阻值。

5.一种如权利要求1所述新型双自由度陀螺传感器零位调整系统的调整方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、将陀螺装夹到系统的工装上并与调零线路板进行接线，将转台主轴置于初始位置，启动陀螺查看陀螺闭路情况，若闭路正常则将转台俯仰轴转动至平行极轴位置，否则继续调节；

步骤2、判断陀螺是否带有温控装置，若带有温控装置则开启温控装置进行加温，否则进行步骤3；

步骤3、启动陀螺马达并打开激磁，待加温到工作温度后通过第一选通板和第二选通板上的开关选通传感器激磁接口P2、接口P20或接口P12、接口P6以及电阻Rx、电阻Ry通路的全部组合。

步骤4、记录所有组合陀螺开路X轴和Y轴传感器零位之和，并选取陀螺开路X轴和Y轴传感器零位之和最小的组合作为选通结果。

步骤5、将陀螺激磁输入端和X轴或Y轴传感器信号接口端接入示波器，通过电阻序列板上的电阻调整传感器零位，观察示波器上的陀螺仪传感器信号，将输入信号和输出信号调试到李沙育图模式。

步骤6、闭合反馈回路，观察与g无关常值漂移大小，若满足则结束；若不满足传感器零位及与g无关常值漂移要求，则关闭陀螺等待数秒重启陀螺，重复上述调试过程；

步骤7、关闭陀螺将转台俯仰轴转动至与地面铅垂线平行的姿态，启动陀螺观察常值大小，若力矩器常值输出满足要求，则调试结束；否则将转台俯仰轴重新转动至平行极轴位置并重复全调试过程，直至满足最终条件为止。

6.根据权利要求5所述的一种新型双自由度陀螺传感器零位调整系统的调整方法，其特征在于：所述步骤5的具体实现方法为：将陀螺激磁输入信号端接入示波器的CH1口，X轴传感器信号P1端或Y轴传感器信号P7端接至示波器CH2口，然后通过电阻序列板上的电阻调节调零线路板电阻阻值来调整传感器零位，观察示波器上的陀螺仪传感器信号，将输入信号和输出信号调试到李沙育图模式，当陀螺仪处于开路状态时，清晰看到李沙育图形为椭圆，改变传感器桥路电阻，当传感器零位减小到一定程度时闭合陀螺仪反馈回路，继续改变零位调整辅助电阻序列板上对应电阻，使李沙育图形由椭圆变为一条斜线，继续改变零位调整辅助电阻序列板上电阻，使李沙育图形变为一条水平直线，传感器零位最小且传感器输出信号与传感器输入信号相位一致。

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