动力调谐陀螺测斜仪的标定补偿模型的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种动力调谐陀螺测斜仪的标定补偿模型，该模型包括三个加速计、一个两轴的动力调谐陀螺以及机械骨架；两轴的动力调谐陀螺以及三个加速计依次设置在机械骨架上；三个加速计相互正交设置在机械骨架上。本实用新型提供了一种可简化标定方法、降低机械加工精度以及提高陀螺测斜仪精度的动力调谐陀螺测斜仪的标定补偿模型。
【专利说明】 动力调谐陀螺测斜仪的标定补偿模型
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种动力调谐陀螺测斜仪的标定补偿模型。
【背景技术】
[0002]动力调谐陀螺是一种双自由度的陀螺仪，由于其精度、体积和可靠性广泛应用与石油测井行业，但在实际应用中，动力调谐陀螺存在静态偏移误差、随机偏移误差和温度偏移误差，静态偏移误差和温度偏移误差是石油测井行业高温高压作业主要的误差来源，选择合理的补偿方法和补偿模型，可以简化标定流程，降低仪器加工难度，提高仪器测量精度。
[0003]目前动力调谐陀螺测斜仪的静态偏移系数的求解有多种方法，传统的八位置标定方法、十位置标定方法、最优八位置标定方法和二十四位置标定方法。这些方法对机械加工精度有很高要求，而且整个标定过程运算繁琐，标定周期长，给测斜仪高温标定带来诸多不便。
实用新型内容
[0004]为了解决【背景技术】中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种可简化标定方法、降低机械加工精度以及提高陀螺测斜仪精度的动力调谐陀螺测斜仪的标定补偿模型。
[0005]本实用新型的技术解决方案是:本实用新型提供了一种动力调谐陀螺测斜仪的标定补偿模型，其特殊之处在于:所述标定补偿模型包括三个加速计、一个两轴的动力调谐陀螺以及机械骨架；所述两轴的动力调谐陀螺以及三个加速计依次设置在机械骨架上；所述三个加速计相互正交设置在机械骨架上。
[0006]上述标定补偿模型还包括三轴转台；所述机械骨架置于三轴转台上。
[0007]上述标定补偿模型还包括分别与加速计以及动力调谐陀螺相连的数据采集计算机。
[0008]本实用新型的优点是:
[0009]本实用新型提供了一种动力调谐陀螺测斜仪的标定补偿模型，该模型采用的结构是捷联式机械编排，包括一个双轴动力调谐式挠性陀螺和三个石英挠性加速度计，安装在机械骨架上，组成惯性测量组件。本实用新型用于挠性陀螺测斜仪的标定，利用加速度计测量陀螺X轴和Y轴与加速计X轴和Y轴两个坐标系的不正交角度，运用坐标变换方程将这个角度准确补偿到加速度计模型中，这样保证加速计坐标系和陀螺坐标系相互正交；测斜仪标定过程中采用两两间隔180°的四位置标定，直接消去零偏，计算出加速计相关的各个补偿参数，与传统的标定补偿算法相比，尤其是与传统的八位置标定以及二十四位置标定等标定方法相比减少了标定位置，方便了仪器的高温标定和验证。降低了测斜仪机械加工要求精度，减少了标定工作量，节省了成本，减少了标定位置，降低了运算时间，减少了仪器标定所需时间。本实用新型能够在机械加工精度较差、保证精度、省时省力的前提下计算动力调谐陀螺的静态偏移系数。【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型所采用的标定模型中陀螺坐标系和加速度计坐标系位置示意图；
[0011]图2是本实用新型所采用的标定补偿模型的结构示意图；
[0012]1-动力调谐陀螺；2-Y轴加速计；3-Χ轴加速计；4-Ζ轴加速计。
【具体实施方式】
[0013]本实用新型的工作原理是: [0014]I)参见图2，建立标定补偿模型；标定补偿模型包括三个加速计、一个两轴的动力调谐陀螺以及机械骨架；两轴的动力调谐陀螺以及三个加速计依次设置在机械骨架上；三个加速计相互正交设置在机械骨架上；三个加速计形成坐标系XYZ ;动力调谐陀螺和机械骨架的轴向形成坐标系X’ Y’ Ζ’，参见图1所示；
[0015]2)由于机械加工存在误差，圆轴型的陀螺坐标系(X’Y’Ζ’)和加速计坐标系(XYZ)无法保证完全正交，两个坐标轴有微小的角度，因此，为了测量精确，本实用新型还需判断三个加速计所形成的坐标系XYZ与动力调谐陀螺和机械骨架的轴向所形成的坐标系Χ’y’ζ’是否存在非正交角度，若是，则进行步骤3);若否，则退出标定补偿过程；
[0016]3)测量三个加速计所形成的坐标系XYZ与动力调谐陀螺和机械骨架的轴向所形成的坐标系X’ Y’ Ζ’之间的非正交角度:
[0017]3.1)使三个加速计所形成的坐标系XYZ中的Z轴与机械骨架的轴向保持同轴；
[0018]3.2)利用加速度计测量并计算加速计X轴和Y轴两个坐标系与动力调谐陀螺的X’轴和Y’轴两个坐标系的非正交角度α ;两个坐标系之间的转换方程如下:陀螺X轴敏感轴指向正北，井斜角调整到90°，调整三轴转台，使X轴加速计输出为零，此时可准确测量加速计坐标系和陀螺坐标系之间的夹角α。其计算公式是:
【权利要求】
1.一种动力调谐陀螺测斜仪的标定补偿模型，其特征在于:所述标定补偿模型包括三个加速计、一个两轴的动力调谐陀螺以及机械骨架；所述两轴的动力调谐陀螺以及三个加速计依次设置在机械骨架上；所述三个加速计相互正交设置在机械骨架上。
2.根据权利要求1所述的标定补偿模型，其特征在于:所述标定补偿模型还包括三轴转台；所述机械骨架置于三轴转台上。
3.根据权利要求1或2所述的标定补偿模型，其特征在于:所述标定补偿模型还包括分别与加速计以及动力调谐陀螺相连的数据采集计算机。
【文档编号】G01C25/00GK203432591SQ201320441896
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月23日 优先权日:2013年7月23日
【发明者】孙国鼎, 郭流洋, 陈亮 申请人:西安思坦仪器股份有限公司