[发明专利]一种陀螺频率特性测量方法及装置

说明书

本发明涉及一种陀螺频率特性测量方法及装置，采用往复转动装置对陀螺施加角振动；根据陀螺角速度幅值的读数与施加的角速度幅值进行数据处理得出给定频率下的陀螺频率特性，改变往复转动装置的主动轮转速可以测量得到不同频率下的陀螺频率特性；所述测量装置，主动轮是标准的圆形，从动轮的轮廓为曲线，主动轮以恒定角速度ω转动时，较大的从动轮将以f＝ω/2π的频率往复转动；本发明能够在较宽的频率范围内对陀螺频率特性进行较为完整的测量。

技术领域

本发明属于测量领域，涉及一种陀螺频率特性测量方法及装置，确切地说是涉及一种测量陀螺频率特性的方法和一种测量陀螺频率特性测量装置。

背景技术

角速度输入信号频率不同时，陀螺的频率响应特性也不同。当输入信号频率远高于陀螺响应带宽时，陀螺几乎不响应，陀螺读数几乎为零；当输入信号频率在陀螺响应带宽内、陀螺响应带宽附近时，陀螺的读数与真实输入角速度之间也存在差异。

陀螺对输入角速度信号的响应特性直接关系到陀螺的测量精度。可以采用角振动台测量陀螺频率响应特性。陀螺带宽一般达到几百Hz，高性能的陀螺带宽能够达到上千Hz，输入的角振动信号频率范围至少需要达到陀螺带宽频率，最好需要达到陀螺带宽频率的3倍，才能完整地测量陀螺的频率响应特性。角振动台频率范围有限，大多只能达到几十Hz，采用角振动台只能测得很小频率范围的陀螺频率特性。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种陀螺频率特性测量方法及装置，在较宽的频率范围内，完整地测量陀螺的频率特性。

技术方案

一种陀螺频率特性测量方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将被测陀螺固定在往复转动装置的从动轮，与从动轮同轴运动；驱动往复转动装置的主动轮以恒定角速度ω转动，从动轮将以的频率往复转动，产生频率为的角振动；所述主动轮的轮廓为圆形轮廓；所述从动轮的轮廓为曲线轮廓；所述从动轮的直径大于主动轮的直径；

步骤2：在陀螺上读取陀螺角速度的幅值ω₂，按照公式计算出频率f条件下陀螺的响应特性；其中：A为比例系数，是往复转动装置中从动轮角速度幅值与主动轮角速度之比；

步骤3：改变主动轮的角速度，重复步骤1～2，得到陀螺在不同频率点下的响应特性。

所述恒定角速度ω为0.1Hz～1000Hz。

一种实现所述陀螺频率特性测量方法的装置，其特征在于包括主动轮、从动轮和连杆：主动轮的轮廓为圆形轮廓，从动轮的轮廓为曲线轮廓且轮上设有陀螺安装接口，主动轮的中心轴通过连杆与从动轮的中心轴连接；所述从动轮的直径大于主动轮的直径。

所述主动轮与从动轮中心距D的关系满足D-Rmin+r＜L＜D+Rmax-r，其中：L为连杆长度，r为主动轮半径，Rmax为从动轮工作面最大半径，Rmin为从动轮工作面最小半径。

所述从动轮表面轮廓曲线为下式时，从动轮的往复转动波形为正弦波；

L²＝[r·Cosθ-R·Cos(A·Sin(θ-θ₀)+β₀)]²+[r·Sinθ-R·Sin(A·Sin(θ-θ₀)+β₀)]²

式中：θ为主动轮转动角，R为从动轮的凸轮表面工作点与从动轮转动中心的距离，θ₀为从动轮初始位置角，β₀为从动轮转初始位置角，A为比例系数，2A·π为从动轮转动范围角。

有益效果