[发明专利]一种光学陀螺闭锁阈值的高精度测量方法和装置

说明书

本发明公开了一种光学陀螺闭锁阈值的高精度测量方法和装置，该方法包括：将转台放置在隔振平台上；其中，转台的转动轴Z_T与地球的自转轴Z_E之间的夹角为θ_T；将固定工装固定在转台上；其中，转台的台面与固定工装的陀螺安装面之间的安装角度为θ_W；将光学陀螺固定在固定工装的陀螺安装面上；其中，光学陀螺的旋转轴Z_G与转台的转动轴Z_T之间的安装角度为θ_G；控制转台正向或反向变速旋转，获取光学陀螺输出信号值为零时对应的控制转台的转速；根据光学陀螺输出信号值为零时对应的控制转台的转速，计算得到光学陀螺正向或反向旋转的闭锁阈值。本发明仅需采用标准设备转台即可完成对光学陀螺的精度测量，转台工作在高转速区间，转动精度高、运行平稳。

技术领域

本发明属于激光陀螺测量技术领域，尤其涉及一种光学陀螺闭锁阈值的高精度测量方法和装置。

背景技术

光学陀螺基于Sagnac效应，利用环形光路中正反两束激光光程差来计算陀螺转动角速率。光学陀螺中的激光陀螺和闭环光纤陀螺存在闭锁效应，即，当陀螺输入角度比较小时但不为零时，正、反向两束光的输出频差Δv变为零。闭锁阈值是表征这两种光学陀螺这一性能的重要参数。

目前，陀螺闭锁阈值主要测量方法，主要分为以下几类：

1)采用转台直接测量，或基于转台测量结果进行推算；

2)在转台上加装角度控制装置，根据角度的变化曲线拟合得到陀螺阈值。

上述方法存在以下问题：

a)转台的角速率随着转台转动速率的减小而降低，此外当陀螺阈值≤10²°/h时，转动不稳定，使得测量准确性和精度。基于此进行推算的结果，可信度也随之降低。

b)在转台上额外加装角度控制装置，由于此装置为非标设备，其精度、稳定性、成本各方面都无法与标准设备相比拟。其次，该方法获得是离散值，如果要获得更密的数据，测试效率就会降低，而且曲线拟合存在一定计算和方法误差。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种光学陀螺闭锁阈值的高精度测量方法和装置，仅需采用标准设备转台即可完成对光学陀螺的精度测量，转台工作在高转速区间，转动精度高、运行平稳。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种光学陀螺闭锁阈值的高精度测量方法，包括：

将转台放置在隔振平台上；其中，转台的转动轴Z_T与地球的自转轴Z_E之间的夹角为θ_T；

将固定工装固定在转台上；其中，转台的台面与固定工装的陀螺安装面之间的安装角度为θ_W；

将光学陀螺固定在固定工装的陀螺安装面上；其中，光学陀螺的旋转轴Z_G与转台的转动轴Z_T之间的安装角度为θ_G；

控制转台正向或反向变速旋转，获取光学陀螺输出信号值为零时对应的控制转台的转速；

根据光学陀螺输出信号值为零时对应的控制转台的转速，计算得到光学陀螺正向或反向旋转的闭锁阈值。

在上述光学陀螺闭锁阈值的高精度测量方法中，根据光学陀螺输出信号值为零时对应的控制转台的转速，计算得到光学陀螺正向或反向旋转的闭锁阈值，包括：

确定光学陀螺垂直于旋转轴Z_G的转速

其中，表示转台的转速，表示地球的转速；

为常值，令则有：