[发明专利]一种闭环光纤陀螺阈值测试方法

说明书

本发明属于光纤陀螺技术，涉及一种闭环光纤陀螺阈值的测试方法。本发明闭环光纤陀螺阈值测试方法，先确定光纤陀螺失效区，利用失效区陀螺零输出附近的线性度，分别进行正向阈值测试和负向阈值测试，然后以失效区宽度的一半处的测试值作为正向阈值和负向阈值。本发明在陀螺失效区内，以陀螺零输出附近的线性度来评价陀螺的阈值，零输出方法评价陀螺阈值机理清晰，在机理上真实评价闭环光纤陀螺的阈值。同时，本发明仅要求找到陀螺的在零输出附近的失效区，对转台的位置精度和测试工装的形位公差要求较低，便于灵活制定试验方案。

技术领域

本发明属于光纤陀螺技术，涉及一种闭环光纤陀螺阈值的测试方法。

背景技术

闭环光纤陀螺的阈值是陀螺能敏感的最小输入角速率，反映了陀螺小角速率段的输出非线性度。陀螺的阈值通常和陀螺的零偏精度相当，为一小量，准确地获得陀螺的阈值是亟待解决的技术问题。

目前闭环光纤陀螺主流阈值测试方法(如《GJB 2426A-2004光纤陀螺仪测试方法》)借鉴普通线性仪表的评价方法，具体如下：给陀螺输入一小的基准角速率点用此时陀螺的输出值B_i(i＝1～n)扣除陀螺在零输入时的输出值B₀作为陀螺的真实输出B_i’，将陀螺的真实输出和输入的基准角速率点进行比较然后逐渐减小输入的基准角速率，按照相同方法进行其他基准角速率的测试。当陀螺的真实输出和输入的基准角速率比值大于50％时，输入的基准角速率点即是陀螺的阈值。该种方法本质上是测试陀螺相对零输入时的分辨率，即如下式所示：

陀螺阈值的物理意义是陀螺能敏感的最小角速率，在主流方法的测试过程中，陀螺有可能仍能敏感到角速率，只是包含了一个固定的零位偏值B₀。因此主流阈值测试方法不能获得陀螺的真实阈值。

闭环光纤陀螺在理论上不存在阈值，实际应用环境下因体积和重量的限制，光路和电路的交叉耦合会引起类似于激光陀螺的“闭锁效应”，使得光纤陀螺失效，从而存在一个陀螺能敏感角速率的极限。为此我们提出用失效区(光纤陀螺失效区)分析的方法测试闭环光纤陀螺的阈值。

发明内容

本发明的目的是：提出一种能够准确获得闭环光纤陀螺阈值的测试方法。

本发明的技术方案：一种闭环光纤陀螺阈值测试方法，确定光纤陀螺失效区，利用失效区陀螺零输出附近的线性度，分别进行正向阈值测试和负向阈值测试，然后以失效区宽度的一半处的测试值作为正向阈值和负向阈值。

对陀螺零输出的数据进行线性拟合，拟合误差大于50％的区域即为失效区。

进行正向阈值测试和负向阈值测试时，每次需向陀螺输出为0的方向旋转转台。

所述的闭环光纤陀螺阈值测试方法，其包括如下步骤：

步骤1：将待测产品固定的测试支架上，然后将测试支架固定在位置转台上，其中，待测陀螺敏感轴平行于单轴转台面，转台旋转轴指向天向；

步骤2：陀螺敏感轴正向朝东，采集若干时间的数据，根据输出数的大小和极性，确定转台应该偏移的方位角度，找到陀螺输出为待测阈值3倍至5倍的位置，在转台位置调整到位后，开始采集陀螺输出；

步骤3：向陀螺输出为0的方向旋转转台，每次旋转的角度Δθ相同，为待测阈值Ω_T的1/3至1/5。即Δθ＝(1/3～1/5)×Ω_T/15.041/cosφ，其中φ为测试场所的地理纬度；每个位置测试的时间根据陀螺的阿伦方差确定，依次测试零点附近各角度点的陀螺输出，输出值由负输出→0→正输出，完成正向阈值测试；

步骤4：对输出的数据进行线性拟合，拟合误差大于50％的区域，即为陀螺的失效区，失效区宽度的一半处的测试值作为陀螺的正向阈值；