光纤陀螺实际输出值确定方法、光纤陀螺阀值测试方法与流程

本发明特别涉及一种光纤陀螺实际输出值确定方法、光纤陀螺阀值测试方法。

背景技术：

阈值作为衡量死区大小的重要指标，是否能够准确的测量对于评价陀螺系统性能至关重要。大多数研究机构在对阈值测试时都是在转台上按照国军标的标定方法进行标定，并将测试结果直接进行计算判断。

国军标gjb2426a-2015《光纤陀螺测试方法》针对高精度光纤陀螺阀值的测试程序和数据处理方法如下：

(1)首先按照标度因素的测试方法测试出光纤陀螺的标度因素k；

(2)速率转台以事先设定好的角速度沿顺时针方向旋转(令顺时针转动为正方向)，在输入角速度ω稳定后，记录光纤陀螺的输出f；

(3)将输入的角速率值依次递减，重复(2)过程，直至求出正方向的阈值；

(4)按照相同的方法，测试反转(逆时针)阈值；

(5)将测得的正、反转阈值取绝对值，取最大值即为光纤陀螺的阈值。

阈值计算方法：光纤陀螺输入为ω时对应的实际输出为f，按照公式(1)计算出光纤陀螺理论输出值为：

f0＝kω(1)

当满足不等式(2)时相应的输入角速度ω即为待定阈值。

但是，由于光纤陀螺的非理想性以及光纤陀螺输出信号形式的影响，在阈值测试时不可避免的会差生测试误差，其中零偏误差是高精度光纤陀螺必须考虑的因数。

阈值相对零偏值而言是一个较小的值，如果在测试中不去除零偏，阈值的比值就接近于1，这样测试的结果是没有意义的。

在现有方法中，没有考虑零偏值对阈值测试的影响，因而测试误差大。基于此，有必要在阈值的测量中去除零偏，使光纤陀螺的输出为无偏输出。

技术实现要素：

在现有方法中，没有考虑零偏值对阈值测试的影响，因而测试误差大。本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种光纤陀螺实际输出值确定方法、光纤陀螺阀值测试方法，能够去除零偏，提高光纤陀螺尤其是高精度光纤陀螺阀值测量的准确性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种光纤陀螺实际输出值确定方法，包括：

步骤a1，速度转台以设定角速度ω沿设定方向旋转；

其特点是还包括：

步骤a2，在角速度ω稳定后，

采集当光纤陀螺ira与北向的夹角为θ时光纤陀螺的输出f⁺：f⁺＝fmcosψ+b0；

采集光纤陀螺在ira与北向的夹角为θ的基础上沿设定方向继续旋转180度时的输出f^－：f^－＝-fmcosψ+b0；

其中，fm＝kωe*cosθ，k为光纤陀螺的标度因素，ωe为地球自转角速率，ψ为当地地理纬度，b0为零偏；

步骤a3，计算光纤陀螺实际输出值f：

f＝(f⁺+f^－)/2＝fmcosψ。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种光纤陀螺阀值测试方法，其特点是包括：

步骤b1，速度转台顺时针方向旋转，速度转台的角速度ω依次递减，利用权利要求1中所述的光纤陀螺实际输出值确定方法求得顺时针方向各角速度对应的光纤陀螺的实际输出，直至求出光纤陀螺顺时针方向的阈值；

步骤b2，速度转台逆时针方向旋转，速度转台的角速度ω依次递减，利用权利要求1中所述的光纤陀螺实际输出值确定方法求得逆时针方向各角速度对应的光纤陀螺的实际输出，直至求出光纤陀螺逆时针方向的阈值；

步骤b3，取光纤陀螺顺时针方向阈值的绝对值、光纤陀螺逆时针方向阈值的绝对值中的最大值，即为光纤陀螺的阈值；

其中，步骤b1和步骤b2执行顺序不分先后。

与现有技术相比，本发明能够去除零偏，提高光纤陀螺尤其是高精度光纤陀螺阀值测量的准确性。

附图说明

图1为本发明中光纤陀螺实际输出值确定方法原理图(顺时针方向)。

具体实施方式

本发明光纤陀螺实际输出值确定方法的原理为180°对称测量法，利用180°对称测量法去除零偏，测试原理图如图1。

光纤陀螺实际输出值确定方法包括：

步骤a1，速度转台以设定角速度ω沿设定方向旋转；所述设定方向为顺时针方向或逆时针方向；

步骤a2，在角速度ω稳定后，

采集当光纤陀螺ira与北向的夹角为θ时光纤陀螺的输出f⁺：f⁺＝fmcosψ+b0；

采集光纤陀螺在ira与北向的夹角为θ的基础上沿设定方向继续旋转180度(若设定方向为顺时针，则在θ的基础上继续顺时针旋转180度；若设定方向为逆时针，则在θ的基础上继续逆时针旋转180度)时的输出f^－：f^－＝-fmcosψ+b0；

其中，fm＝kωe*cosθ，k为光纤陀螺的标度因素，ωe为地球自转角速率，ψ为当地地理纬度，b0为零偏；

步骤a3，计算光纤陀螺实际输出值f：

f＝(f⁺+f^－)/2＝fmcosψ。

从而在阈值计算中用本发明求出的f作为光纤陀螺的实际输出值。

本发明还提供了一种光纤陀螺阀值测试方法，包括：

步骤b1，速度转台顺时针方向旋转，速度转台的角速度ω依次递减，利用所述的光纤陀螺实际输出值确定方法求得顺时针方向各角速度对应的光纤陀螺的实际输出，直至求出光纤陀螺顺时针方向的阈值；

步骤b2，速度转台逆时针方向旋转，速度转台的角速度ω依次递减，利用所述的光纤陀螺实际输出值确定方法求得逆时针方向各角速度对应的光纤陀螺的实际输出，直至求出光纤陀螺逆时针方向的阈值；

步骤b3，取光纤陀螺顺时针方向阈值的绝对值、光纤陀螺逆时针方向阈值的绝对值中的最大值，即为光纤陀螺的阈值；

其中，步骤b1和步骤b2执行顺序不分先后。

其中，光纤陀螺顺时针或逆时针方向的阈值计算方法如下：

光纤陀螺输入为ω时对应的实际输出为f，按照下式计算出光纤陀螺理论输出值f0为：

f0＝kω

当满足以下不等式时相应的输入角速度ω即为待定阈值。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。