专利名称：基于光纤陀螺仪的角位移测量装置及方法
技术领域：
本发明涉及测量技术，尤其涉及一种基于光纤陀螺仪的角位移测量装置及方法。
背景技术：
角位移是指一个旋转装置绕其旋转轴转动过的角度。在工业生产的许多场合，需 要对旋转装置的角位移进行精确测量。目前，较为常见的方法有经纬仪法和编码器测量法寸。经纬仪法需要一个置于旋转装置以外的直角棱镜作为基准，再将一个直角棱镜置 于旋转装置之上，在转动之前，使用经纬仪标定出两个棱镜法线之间的夹角θ工，在转动之 后，使用经纬仪标定出两个棱镜法线之间的夹角θ2，则~就是旋转装置转动过的角 度，即角位移。这种测试方法受测试场地的局限性较大，需要保证经纬仪的光路畅通，在旋 转角度较大时还需要多个外部基准。编码器测量是将一个高精度的编码器与旋转装置的转动轴同轴安装，这样就可以 读出旋转装置在任意位置时的角度编码，从而可以获取转动的角位移。这种测试方法受安 装的局限性大，需要设计连轴器将旋转装置的转动轴引出并选择合适的编码器安装。以上测量方法均存在测试适应性差的缺陷。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于光纤陀螺仪的角位移测量装 置及方法。为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是其基于光纤陀螺仪的角位移测量 装置包括相互连接的光纤陀螺仪和运算处理单元。进一步地，本发明所述运算处理单元包括 输出值接收装置，用于接收光纤陀螺仪1的输出值，
平均值计算装置，用于当被测旋转装置2处于静止状态时，对所述输出值接收装置所 接收的光纤陀螺仪1在测试时间内的输出值求得平均值；
积分运算装置，用于接收平均值计算装置的数据；并在被测旋转装置2旋转过程中，连 续接收输出值接收装置发送的光纤陀螺仪1的输出值，用于积分计算得到被测旋转装置2 的转动角位移。本发明利用以上角位移测量装置进行角位移测量的方法包括如下步骤
1)将光纤陀螺仪1固定在被测旋转装置2上，使光纤陀螺仪1的测量轴与被测旋转装 置2的转动轴5平行；
2)在被测旋转装置2处于静止状态下，运算处理单元3接收光纤陀螺仪1的输出值并 计算测试时间内的输出值的平均值；
3)使被测旋转装置2旋转一个角度，在该旋转过程中由运算处理单元3连续记录光纤 陀螺仪1的各输出值；
34)根据光纤陀螺仪1的标度因数、步骤2)所述输出值的平均值、步骤3)所述的光纤陀 螺仪的各输出值，利用公式(1)和(2)得到被测旋转装置2因旋转得到的角位移 Oi = (Zi-Z0)Zr(1)
权利要求
1.一种基于光纤陀螺仪的角位移测量装置，其特征在于包括相互连接的光纤陀螺仪 (1)和运算处理单元(3)。
2.根据权利要求1所述的基于光纤陀螺仪的角位移测量装置，其特征在于，所述运算 处理单元(3)包括输出值接收装置，用于接收光纤陀螺仪(1)的输出值，平均值计算装置，用于当被测旋转装置(2)处于静止状态时，对所述输出值接收装置所 接收的光纤陀螺仪(1)在测试时间内的输出值求得平均值；积分运算装置，用于接收平均值计算装置的数据；并在被测旋转装置(2)旋转过程中， 连续接收输出值接收装置发送的光纤陀螺仪(1)的输出值，用于积分计算得到被测旋转装 置(2)的角位移。
3.一种使用权利要求1的装置进行角位移测量的方法，其特征在于包括如下步骤1)将光纤陀螺仪(1)固定在被测旋转装置(2)上，使光纤陀螺仪(1)的测量轴与被测 旋转装置(2)的转动轴(5)平行；2)在被测旋转装置(2)处于静止状态下，运算处理单元(3)接收光纤陀螺仪(1)的输 出值并计算测试时间内的输出值的平均值；3)使被测旋转装置(2)旋转一个角度，在该旋转过程中由运算处理单元(3)连续记录 光纤陀螺仪(1)的各输出值；4)根据光纤陀螺仪(1)的标度因数、步骤2)所述输出值的平均值、步骤3)所述的光纤 陀螺仪的各输出值，利用公式(1)和(2)得到被测旋转装置(2)因旋转所发生的角位移
全文摘要
本发明公开一种基于光纤陀螺仪的角位移测量装置及方法。其装置包括相互连接的光纤陀螺仪和运算处理单元。进行角位移测量时包括如下步骤1)将光纤陀螺仪固定在被测旋转装置上，使光纤陀螺仪的测量轴与被测旋转装置的转动轴平行；2)在被测旋转装置处于静止状态下，运算处理单元接收光纤陀螺仪的输出值并计算测试时间内的输出值的平均值；3)使被测旋转装置旋转一个角度，在该旋转过程中由运算处理单元连续记录光纤陀螺仪的输出值；4)根据光纤陀螺仪的标度因数、步骤2)所述输出值的平均值、步骤3)所述的光纤陀螺仪的各输出值，由运算处理单元计算得到被测旋转装置因旋转所发生的角位移。本发明测试适应性强，结构简单，测量精度高。
文档编号G01B11/26GK102062589SQ201010591848
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者周一览, 周闻青, 茅振华, 金杭, 陈挺 申请人:浙江省计量科学研究院