一种闭环光纤陀螺标度因数高精度标定方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光纤陀螺技术，涉及一种闭环光纤陀螺标度因数高精度标定方法。
【背景技术】
[0002] 光纤陀螺标度因数定义为陀螺输出量与输入角速率的比值，是光纤陀螺作为角速 率传感器的重要性能指标之一。标度因数的温度稳定性是衡量陀螺环境适应性的重要指 标。与激光陀螺相比，闭环光纤陀螺的标度因数温度稳定性较差，该指标严重制约了闭环光 纤陀螺在惯性导航领域的应用，是必须需要攻克的难题。
[0003] 闭环光纤陀螺的标度因数温度稳定性要在较宽工作温度范围内（如-40°c~ 60°C )满足系统用户的指标要求必须通过建模补偿来实现。要完成标度因数建模补偿，必须 要获得它的标度因数随温度变化的标定曲线。
[0004] 《GJB 2426A-2004光纤陀螺仪测试方法》介绍的标定方法为定点恒温标定方 法，目前公开报道的资料中，国内大多数光纤陀螺生产商使用该方法进行标定，具体实施 过程如下：将光纤陀螺固定在带温箱的转台台面上，均匀选取工作范围内有限个温度点 如-40°C、-20°C、0°C、20°C、40°C、60°C等，在每个温度点下保温一段时间达到稳态后通电并 进行标度因数测试，测试过程中要依次输入动态范围内若干个速率点，通过最小二乘方法 拟合得到各温度点的标度因数。将有限个点的标度因数带入分段拟合的函数中，完成光纤 陀螺在整个工作温度范围内的标定。
[0005] 中低精度光纤陀螺标度因数随温度变化的线性度好，规律性强；使用定点恒温标 定方法进行补偿基本可以满足系统的需要。但是通过分段线性补偿后，中低精度光纤陀螺 标度因数的补偿残差随温度变化无任何规律性。为了提高标定精度，系统级用户要进行二 次精细补偿，必须对工作温度范围内所有温度点进行试验才能完成。传统的定点恒温标定 方法在实际操作中很难实现。这导致系统用户对光纤陀螺的标度因数不做任何补偿直接使 用，严重制约了光纤陀螺的应用。
[0006] 另外由于工艺水平限制，高精度光纤陀螺的标度因数随温度变化不再是简单的分 段线性关系。如果仍然使用定点恒温标定方法进行标定，要提高标定精度，必须增加标定温 度点个数，需要大量的人力、物力。
[0007] 为此我们发明了一种闭环光纤陀螺标度因数高精度标定方法。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的：为了提高闭环光纤陀螺标度因数的标定精度，提供一种操作简单、 成本较低的高精度标定方法。
[0009] 本发明的技术方案：一种闭环光纤陀螺标度因数高精度标定方法，其将产品固定 在带温箱的转台台面上，温箱温度保持一段时间后，产品上电测试，通过转台输入一恒定角 速率，同时改变温箱温度，使用变温方法获得闭环光纤陀螺标度因数随温度逐点变化的标 定曲线。
[0010] 所述的闭环光纤陀螺高精度标定方法，其具体包括如下步骤：
[0011] 步骤1:标定试验准备
[0012] 将光纤陀螺通过固定在带温箱的单轴速率转台上，并连接陀螺采集系统，采集系 统采集陀螺速率数据和内部温度数据，温箱温度设置为比陀螺工作温度下限低一定温度进 行保温，保温过程中陀螺断电；
[0013] 步骤2:标定试验
[0014] 保温一段时间后，陀螺上电，当陀螺内部温度接近工作温度下限时，采集30秒零 偏数据&，i=0~30,然后通过转台对光纤陀螺输入一定值角速率Qp将温箱温度设置为陀 螺工作温度上限，进行变温试验，变温变温速率由标定精度决定，当陀螺内部温度达到工作 温度上限时，停止转台，保存数据，
[0015] 其中温度数据为Ti，陀螺速率数据为Fi;
[0016] 步骤3:标定数据处理
[0017] 对步骤2保存的数据进行处理，首先计算低温时30秒零偏数据的平均值
[0018]
【主权项】
1. 一种闭环光纤陀螺标度因数高精度标定方法，其特征在于，将产品固定在带温箱的 转台台面上，温箱温度保持一段时间后，产品上电测试，通过转台输入一恒定角速率，同时 改变温箱温度，使用变温方法获得闭环光纤陀螺标度因数随温度逐点变化的标定曲线。
2. 根据权利要求1所述的闭环光纤陀螺高精度标定方法，其特征在于，具体包括如下 步骤： 步骤1 :标定试验准备 将光纤陀螺通过固定在带温箱的单轴速率转台上，并连接陀螺采集系统，采集系统采 集陀螺速率数据和内部温度数据，温箱温度设置为陀螺工作温度下限进行保温，保温过程 中陀螺断电； 步骤2 :标定试验 保温一段时间后，陀螺上电，当陀螺内部温度接近工作温度下限时，采集30秒零偏数 据Bi,i=0~30,然后通过转台对光纤陀螺输入一定值角速率Qi，将温箱温度设置为陀螺工 作温度上限，进行变温试验，变温变温速率由标定精度决定，当陀螺内部温度达到工作温度 上限时，停止转台，保存数据， 其中温度数据为Ti，陀螺速率数据为Fi ; 步骤3 :标定数据处理 对步骤2保存的数据进行处理，首先计算低温时30秒零偏数据的平均值
保存温度和速率的对应数据，做出标度因数随温度变化曲线，完成光纤陀螺标度因数 的标定。
【专利摘要】本发明属于光纤陀螺技术，涉及一种闭环光纤陀螺标度因数高精度标定方法。本发明闭环光纤陀螺标度因数高精度标定方法将产品固定在带温箱的转台台面上，温箱温度保持一段时间后，产品上电测试，通过转台输入一恒定角速率，同时改变温箱温度，使用变温方法获得闭环光纤陀螺标度因数随温度逐点变化的标定曲线，该方法操作简单、成本低、精度高，具有较大的实际应用价值。
【IPC分类】G01C25-00
【公开号】CN104713574
【申请号】CN201310675651
【发明人】田振, 谢良平
【申请人】中国航空工业第六一八研究所
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2013年12月11日