專(zhuān)利名稱(chēng)：一種激光陀螺靜態(tài)鎖區(qū)參數(shù)自動(dòng)測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種激光陀螺自動(dòng)測(cè)試裝置，尤其涉及一種激光陀螺靜態(tài)鎖區(qū)參數(shù)自動(dòng)測(cè)試裝置，屬于激光陀螺生產(chǎn)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
激光陀螺鎖區(qū)效應(yīng)是指當(dāng)輸入角速率I Ω I低于某一閉鎖閾值I Ω0|時(shí)，頻差輸出為零的現(xiàn)象，對(duì)激光陀螺的正常應(yīng)用影響很大，特別是在高精度激光慣性導(dǎo)航領(lǐng)域。激光陀螺靜態(tài)鎖區(qū)參數(shù)包括靜態(tài)鎖區(qū)值和SBS值，靜態(tài)鎖區(qū)是激光陀螺不可避免的，其大小與激光陀螺加工、鍍膜、裝配等多方面工藝有關(guān)，靜態(tài)鎖區(qū)是制約激光陀螺精度的關(guān)鍵因素之一。鎖區(qū)參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)激光陀螺制造工藝研究、相關(guān)技術(shù)工藝改進(jìn)和激光陀螺性能提高有重要意義。SBS是激光陀螺反射片的背向散射參數(shù)，與鎖區(qū)直接相關(guān)，SBS測(cè)量是研究·鎖區(qū)技術(shù)的一項(xiàng)重要措施。目前，多數(shù)激光陀螺靜態(tài)鎖區(qū)參數(shù)測(cè)試裝置多采用傳統(tǒng)的測(cè)量方法，測(cè)量精度差，測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)。其固有的缺陷在于a、測(cè)量無(wú)法考慮到激光陀螺的安裝誤差和加工誤差影響，測(cè)量精度難以保證。b、需要多人協(xié)作，測(cè)量效率低，浪費(fèi)大量人力資源，對(duì)操作者的技術(shù)水品要求較高。C、測(cè)量算法單一，且算法具有理論缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種激光陀螺靜態(tài)鎖區(qū)參數(shù)自動(dòng)測(cè)試裝置，該測(cè)試裝置工作效率高、操作方便、測(cè)量精度高、實(shí)用性好。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種激光陀螺靜態(tài)鎖區(qū)參數(shù)自動(dòng)測(cè)試裝置，包括工控機(jī)、單軸轉(zhuǎn)臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)柜、測(cè)控電路和數(shù)據(jù)采集卡，激光陀螺固定在單軸轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)面上，激光陀螺輸出軸與單軸轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間形成夾角Θ，工控機(jī)與轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)柜相連用于控制單軸轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速率，測(cè)控電路分別與激光陀螺、數(shù)據(jù)采集卡和工控機(jī)相連，工控機(jī)通過(guò)測(cè)控電路控制激光陀螺工作，工控機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集測(cè)控電路輸出的測(cè)試數(shù)據(jù)。夾角Θ與單軸轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度Ωζτ、激光陀螺輸入角速度Ωκυ;之間存在關(guān)系
Ω RLG — COS θ · Ω ο本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果該自動(dòng)測(cè)試裝置僅由工控機(jī)、單軸轉(zhuǎn)臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)柜、測(cè)控電路和數(shù)據(jù)采集卡組成，實(shí)現(xiàn)了激光陀螺靜態(tài)鎖區(qū)參數(shù)的自動(dòng)化測(cè)試，測(cè)控電路可以同時(shí)對(duì)多只激光陀螺進(jìn)行靜態(tài)鎖區(qū)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量控制，進(jìn)一步提高了激光陀螺靜態(tài)鎖區(qū)參數(shù)測(cè)試效率；該測(cè)試裝置的測(cè)試結(jié)果能夠直接界面顯示和數(shù)字化存儲(chǔ)，測(cè)試效果直觀、明了，操作簡(jiǎn)單；高精度數(shù)據(jù)采集卡的使用，使測(cè)量精度提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，并且豐富了測(cè)量算法。

圖I為本實(shí)用新型的組成原理框圖；圖2為本實(shí)用新型自動(dòng)測(cè)試工作流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型包括工控機(jī)、高精度單軸轉(zhuǎn)臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)柜、測(cè)控電路和數(shù)據(jù)采集卡，激光陀螺固定在單軸轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)面上，激光陀螺輸出軸與單軸轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間形成夾角Θ，工控機(jī)與轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)柜相連用于控制單軸轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速率，測(cè)控電路分別與激光陀螺、數(shù)據(jù)采集卡和工控機(jī)相連，工控機(jī)通過(guò)測(cè)控電路控制激光陀螺工作，工控機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集測(cè)控電路輸出的測(cè)試數(shù)據(jù)。測(cè)試裝置主要操作包括a、工控機(jī)通過(guò) 控制轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)柜調(diào)整轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速率。b、工控機(jī)通過(guò)測(cè)控電路控制激光陀螺通電、熄滅、穩(wěn)頻以及激光陀螺輸出信號(hào)調(diào)理和功率放大。C、工控機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集測(cè)控電路輸出的測(cè)試數(shù)據(jù)。測(cè)量時(shí)，首先通過(guò)操作a控制轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，其次通過(guò)操作b和操作c進(jìn)行激光陀螺狀態(tài)閉環(huán)控制，然后進(jìn)行激光陀螺靜態(tài)鎖區(qū)數(shù)據(jù)采集，重復(fù)此步驟，得到所有狀態(tài)下靜態(tài)鎖區(qū)數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過(guò)數(shù)據(jù)處理得到激光陀螺靜態(tài)鎖區(qū)參數(shù)，最后實(shí)現(xiàn)激光陀螺靜態(tài)鎖區(qū)參數(shù)的顯示和存儲(chǔ)。激光陀螺通過(guò)測(cè)量工裝固定于轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)面上，激光陀螺輸出軸與轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)軸形成一個(gè)夾角Θ，夾角Θ與單軸轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度Ωζτ、激光陀螺輸入角速度Ω M之間存在關(guān)系
Ω RLG — COS θ · Ω ο單軸轉(zhuǎn)臺(tái)采用國(guó)內(nèi)研制的高精度單軸轉(zhuǎn)臺(tái),轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)精度優(yōu)于O. 001° /s,轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)柜通過(guò)串口與工控機(jī)連接，可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)使能、啟停、轉(zhuǎn)度等的控制。測(cè)控電路包括開(kāi)關(guān)電路、如直放大電路、O 300V掃頻電路和處理器等。開(kāi)關(guān)電路和處理器用于實(shí)現(xiàn)激光陀螺的點(diǎn)亮和熄滅。前置放大電路實(shí)現(xiàn)激光陀螺輸出光強(qiáng)信號(hào)和頻差信號(hào)的Ι/ν轉(zhuǎn)換，供數(shù)據(jù)采集卡采集。O 300V掃頻電路和處理器實(shí)現(xiàn)激光陀螺掃頻和掃頻數(shù)據(jù)采集的同步以及激光陀螺的閉環(huán)靜態(tài)穩(wěn)頻。測(cè)量工裝使激光陀螺輸出軸與轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)軸形成一個(gè)約等于86°的夾角，測(cè)量工裝固定于轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)面上，激光陀螺固定在測(cè)量工裝上，使轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度Ωζτ與激光陀螺輸入角速度存在如下關(guān)系= C0S86° · Ωζτ。數(shù)據(jù)采集卡主要技術(shù)參數(shù)為異步A/D轉(zhuǎn)換，最高采樣速率為500ks/s，最多實(shí)現(xiàn)32單端采集或16路雙端差分采集。根據(jù)靜態(tài)鎖區(qū)參數(shù)測(cè)試頻率要求，采樣速率設(shè)置為20ks/s，最多可實(shí)現(xiàn)25通道單端數(shù)據(jù)采集或16通道雙端差分?jǐn)?shù)據(jù)采集。軟件部分包括轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)程序、激光陀螺點(diǎn)亮、熄滅、穩(wěn)頻程序、數(shù)據(jù)采集程序、鎖區(qū)算法程序、數(shù)據(jù)處理和顯示程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序。轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)程序用于轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)方向、速度、啟停等控制。激光陀螺點(diǎn)亮、熄滅、穩(wěn)頻程序用于控制激光陀螺的點(diǎn)亮、關(guān)閉和閉環(huán)靜態(tài)穩(wěn)頻操作。數(shù)據(jù)采集程序用于激光陀螺輸出光強(qiáng)和差頻信號(hào)采集，涉及信號(hào)采集的方式、速率和數(shù)據(jù)量設(shè)置。鎖區(qū)算法程序用于激光陀螺靜態(tài)鎖區(qū)參數(shù)測(cè)試。數(shù)據(jù)處理和顯示程序用于采集數(shù)據(jù)的均值濾波和測(cè)試參數(shù)計(jì)算，以及測(cè)量數(shù)據(jù)波形和數(shù)值顯示。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序按照設(shè)計(jì)好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為制定格式數(shù)據(jù)文件。激光陀螺靜態(tài)鎖區(qū)參數(shù)自動(dòng)測(cè)試工作流程，如圖2所示，準(zhǔn)備動(dòng)作為控制轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行激光陀螺點(diǎn)亮、預(yù)熱處理，進(jìn)行激光陀螺掃模并計(jì)算出激光陀螺所有工作模位置。SBS測(cè)量動(dòng)作為改變轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，將激光陀螺閉環(huán)穩(wěn)頻到第指定模位置，進(jìn)行SBS測(cè)量，重復(fù)此操作，直到完成所有模位置處的SBS測(cè)量。靜態(tài)鎖區(qū)參數(shù)測(cè)量動(dòng)作為將激光陀螺閉環(huán)穩(wěn)頻到第指定模位置，改變轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)行靜態(tài)鎖區(qū)參數(shù)測(cè)量，重復(fù)此操作，直到所有參數(shù)測(cè)量完畢。結(jié)束動(dòng)作為熄滅激光陀螺，轉(zhuǎn)臺(tái)斷電，顯示測(cè)量結(jié)果，保存數(shù)據(jù)。 本實(shí)用新型未詳細(xì)說(shuō)明內(nèi)容為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)。
權(quán)利要求1.一種激光陀螺靜態(tài)鎖區(qū)參數(shù)自動(dòng)測(cè)試裝置，其特征在于包括エ控機(jī)、單軸轉(zhuǎn)臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)柜、測(cè)控電路和數(shù)據(jù)采集卡，激光陀螺固定在單軸轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)面上，激光陀螺輸出軸與單軸轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間形成夾角0，エ控機(jī)與轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)柜相連用于控制單軸轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速率，測(cè)控電路分別與激光陀螺、數(shù)據(jù)采集卡和エ控機(jī)相連，エ控機(jī)通過(guò)測(cè)控電路控制激光陀螺工作，エ控機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集測(cè)控電路輸出的測(cè)試數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種激光陀螺靜態(tài)鎖區(qū)參數(shù)自動(dòng)測(cè)試裝置，其特征在于所述夾角9與單軸轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度Qzt、激光陀螺輸入角速度之間存在關(guān)系Qim =COS 0 Q
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種激光陀螺靜態(tài)鎖區(qū)參數(shù)自動(dòng)測(cè)試裝置，該自動(dòng)測(cè)試裝置僅僅由工控機(jī)、單軸轉(zhuǎn)臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)柜、測(cè)控電路和數(shù)據(jù)采集卡組成，實(shí)現(xiàn)了激光陀螺靜態(tài)鎖區(qū)參數(shù)的自動(dòng)化測(cè)試，測(cè)控電路可以同時(shí)對(duì)多只激光陀螺進(jìn)行靜態(tài)鎖區(qū)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量控制，進(jìn)一步提高了激光陀螺靜態(tài)鎖區(qū)參數(shù)測(cè)試效率；該測(cè)試裝置的測(cè)試結(jié)果能夠直接界面顯示和數(shù)字化存儲(chǔ)，測(cè)試效果直觀、明了，操作簡(jiǎn)單；高精度數(shù)據(jù)采集卡的使用，使測(cè)量精度提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，并且豐富了測(cè)量算法。
文檔編號(hào)G01C25/00GK202648672SQ201220226498
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者董紅臣, 章光建, 郭凱 申請(qǐng)人:北京航天時(shí)代激光導(dǎo)航技術(shù)有限責(zé)任公司