光纤陀螺标度因数与零偏的测试及分析
固定式光纤陀螺中误差源分析与处理
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固定式光纤陀螺中误差源分析与处理固定式光纤陀螺是一种惯性导航系统中常用的传感器,其采用激光自旋干涉技术实现角速度测量。
然而,由于存在多种误差源,固定式光纤陀螺在实际应用中可能会带来一定的误差。
因此,对误差源进行深入的分析和处理显得尤为重要。
一、主要误差源1.1 安装误差安装误差是指固定式光纤陀螺在安装时姿态不准确,导致传感器所测得的角速度存在偏差。
这种误差源较为常见,即使安装时精度很高,也难以完全避免。
1.2 外界干扰在使用光纤陀螺时,经常会受到外界干扰,比如机械震动、电磁辐射等,这些干扰会导致光纤陀螺的测量结果不准确。
因此,在安装时应尽量避免陀螺暴露在外部环境中,以减少干扰的影响。
1.3 传输误差光纤陀螺在传输信号的过程中,由于光纤耦合器和线路的影响,会拓宽光束和时间脉冲,从而影响陀螺的精度。
因此,在选择光纤耦合器和线路时需要考虑其对光纤陀螺传输信号的影响。
1.4 热漂移误差光纤陀螺在工作时,会受到环境温度的影响,造成光纤陀螺的灵敏度发生变化,从而导致误差。
为了避免该误差,需要进行温度补偿。
1.5 光源稳定性误差光源的稳定性是影响光纤陀螺测量精度的重要因素,光源发出的光强与波长均会发生变化,这些变化会对光纤陀螺的测量结果产生很大影响。
这种误差可以通过校准光纤陀螺来进行补偿。
二、误差处理措施2.1 技术手段针对固定式光纤陀螺误差源的多样性,可以采用多种技术手段来处理误差。
比如,采用复合材料硬化技术来提升陀螺的机械刚度,减少机械振动引起的误差;选择高灵敏度的光功率控制器,保证光源的稳定性;对光纤陀螺进行有源温度补偿,减少热漂移误差等。
2.2 数据处理利用数据处理算法可以进一步减小光纤陀螺的误差。
比如,误差补偿算法能够跟进测量误差随时间变化的规律,对误差逐步进行精准的补偿,提高系统测量精度。
同时,通过自适应滤波算法,可以对数据进行滤波处理,抑制系统噪声,减弱干扰,提升测量数据的稳定性。
三、结语固定式光纤陀螺的误差源分析和处理旨在提高光纤陀螺的测量精度,满足各种应用场景的需求。
光纤陀螺的误差分析
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光纤陀螺的误差分析光纤陀螺是一种利用光纤的旋转特性来测量角速度的仪器。
它广泛应用于航空航天、导航和惯性导航等领域,因其高精度和可靠性而备受青睐。
然而,光纤陀螺所测量的角速度存在一定的误差,需要进行误差分析。
首先,系统误差可以分为多个方面进行分析。
首先是由于仪器本身结构所带来的误差,如光纤的长度不一致、光纤的非线性效应以及光纤的固有频率漂移等。
这些因素会导致测量的角速度偏离真实值。
其次,光纤陀螺的工作原理也会对测量结果造成一定的影响。
例如,光纤的激光光源可能存在一定的功率波动,或者光纤传输过程中会发生损耗和散射。
这些因素会导致光线强度的不稳定,从而影响角速度的测量精度。
另外,光纤陀螺的随机误差主要是由环境、温度和材料等因素引起的。
环境因素包括振动、加速度和温度变化等,这些都会对光纤陀螺的灵敏度和精度造成影响。
温度变化会导致光纤的长度变化,从而影响光纤陀螺的测量精度。
此外,光纤陀螺所使用的材料也可能会受到磁场的干扰,从而影响测量结果的准确性。
这是因为磁场会对光纤陀螺的光纤和传感器产生一定的影响,导致角速度测量的误差。
为了降低光纤陀螺的误差,可以采取以下措施。
首先,通过优化仪器的结构和工作原理,减少系统误差。
例如,采用更精密的光纤制备工艺,以及高稳定性的光源和光探测器。
其次,可以采用传感器融合的方法,结合其他惯性传感器如加速度计和磁力计,从而提高测量的准确性和稳定性。
此外,应尽量减少环境干扰,保持光纤陀螺的工作环境稳定。
在温度方面,可以采取温度补偿和保温措施,以减少温度变化对光纤陀螺的影响。
总之,光纤陀螺是一种高精度的角速度测量仪器,但其测量结果仍存在一定的误差。
这些误差主要由仪器的结构、工作原理和环境因素引起。
通过优化仪器结构、增加传感器融合和降低环境干扰,可以有效减少光纤陀螺的误差,提高其测量精度和可靠性。
光纤陀螺仪误差分析与补偿
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光纤陀螺仪误差分析与补偿光纤陀螺仪是一种利用光纤的干涉原理测量角速度的装置,广泛应用于惯性导航、航天航空、舰船导航等领域。
然而,光纤陀螺仪由于受到多种因素的影响,其测量结果可能存在误差。
因此,对光纤陀螺仪的误差进行分析与补偿非常重要。
首先,零偏误差是光纤陀螺仪测量出的角速度与真实角速度之间的差距。
这是由于光纤陀螺仪的初始偏置或输出电压的漂移引起的。
为了补偿零偏误差,通常采用零偏校正技术,即在测量过程中利用稳定的参考源进行校正,使得零偏误差尽可能地减小。
其次,尺度因数误差是指光纤陀螺仪输出的角速度与输入的真实角速度之间的比例误差。
这种误差可能是由于光纤陀螺仪内部元件的尺寸、形状不一致或干涉输出的非线性引起的。
为了补偿尺度因数误差,可以通过标定和校正技术来精确测量和调整光纤陀螺仪的尺度因数,使得测量结果更加准确。
此外,光纤陀螺仪的寿命误差是指其输出在使用一段时间后的漂移误差。
这种漂移可能是由于光纤陀螺仪内部元件的老化、磨损或热膨胀引起的。
为了补偿寿命误差,可以采用自适应滤波技术和故障检测技术,通过与历史数据的比较和分析,实时调整光纤陀螺仪的输出,以减小误差。
最后,光纤陀螺仪的温度误差是由于环境温度变化引起的。
温度变化会导致光纤陀螺仪内部元件的物理性质发生变化,进而影响测量结果的准确性。
为了补偿温度误差,可以在设计过程中采用温度补偿电路,通过测量环境温度,并根据温度-误差曲线对输出信号进行补偿,以提高光纤陀螺仪的稳定性和精度。
综上所述,光纤陀螺仪误差的分析与补偿对于提高其测量精度和可靠性至关重要。
通过对各种误差源的理解和分析,可以采取相应的校正和补偿措施,实现准确、稳定的角速度测量。
在实际应用中,还需要考虑误差的累积效应和系统的实时性要求,以确保光纤陀螺仪的性能达到设计要求。
光纤陀螺仪性能指标
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光纤陀螺仪性能指标
光纤陀螺仪性能指标
1、零偏和零漂
零偏是输入角速度为零(即陀螺静止)时陀螺仪的输出量,用规定时间内测得的输出量平均值对应的等效输入角速度表示,理想情况下为地球自转角速度的分量。
零漂即为零偏稳定性,表示当输入角速率为零时,陀螺仪输出量围绕其零偏均值的离散程度,用规定时间内输出量的标准偏差对应的等效输入角速率表示。
零漂是衡量FOG(光纤陀螺)精度的最重要、最基本的指标。
产生零漂的主要因素是沿光纤分布的环境温度变化在光纤线圈内引入的非互易性相移误差。
通常为了稳定零漂,常需要对IFOG进行温度控制或者温度补偿。
另外偏振也会对零漂产生一定的影响,在IFOG中常采用偏振滤波和保偏光纤的方法消除偏振对零漂的影响。
2、标度因数
标度因数是陀螺仪输出量与输入角速率的比值,在坐标轴上可以用某一特定直线斜率表示,它是反映陀螺灵敏度的指标,其稳定性和精确性是陀螺仪的一项重要指标,综合反映了光纤陀螺的测试和拟合精度。
标度因数的稳定性无量纲,通常用百万分比(ppm)表示。
标度因数的误差主要来源于。
光纤陀螺启动过程标度因数误差研究
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光纤陀螺启动过程标度因数误差研究
近年来,光纤陀螺在航天及其他领域的应用越来越广泛,它具有较高的精度和稳定性,可以满足实际技术需求,但是尚有部分问题需要解决。
本篇文章目的在于研究光纤陀螺启动过程中标度因数误差问题,重点着重于分析其来源及影响,并基于一种新的抗干扰技术提出一种方法用于控制误差。
首先,标度因数是指在实际测量过程中,测量数据所具有的分辨率,主要表现为灵敏度和精度。
在测量过程中,灵敏度与精度均有误差,使得光纤陀螺在运动过程中出现偏移,从而影响其启动的精度。
根据分析,标度因数的误差主要源自光传感器的抗干扰性能,电流放大器的稳定性及差分线路的非线性成分。
除此之外,因供电电路的共模电压而导致的偏移,也是误差的一个方面。
既然我们已经明确标度因数误差的来源,我们可以从不同的角度,采取不同的技术措施来抑制误差,以缩小精度范围。
比如说,加强电路稳定性,并采用低增益电路来降低基本噪声;改变照明环境,选择合适的安装位置,减小光传感器的误差;另外,采用一种新的抗干扰技术多调制解调技术,可以有效地抑制外界干扰对光传感器的影响,从而缩小标度因数误差。
本文研究了光纤陀螺启动过程中的标度因数误差,从来源和影响两个角度进行了分析,并提出了一种新的多调制解调技术来抑制误差。
未来的研究将在系统的实际应用中验证该方法的有效性,同时研究更深入的话题,比如如何从噪声源中优化测量信号,以及如何进一步提
高误差控制的能力。
总之,光纤陀螺在精确测量中具有重要的意义,标度因数误差可能影响其精度和稳定性,因此非常必要的研究标度因数误差的来源,采用一种有效的抗干扰技术来减小误差,从而保证光纤陀螺的正常运行。
光纤陀螺的性能评价指标
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国军标“光纤陀螺测试方法”(GJB2426—95)中对这几项参数都有明确的定义。
1. 标度因数K(scale factor)陀螺仪输出量与输入角速度的比值,反映陀螺的灵敏度。
它是用某一特定直线的斜率表示,该直线是根据整个输入角速率范围内测得的输入输出数据,用最小二乘法拟合求得。
由于不同的检测系统有不同的输入输出方式,很难有统一的标度因数的表达式。
对I—FOG常用 <!--[if !vml]-->作为理想标度因数的表达式。
标度因数的稳定性及线性度直接影响测量值的精确性。
战略级精密光纤陀螺的标度因数稳定性应≤1×106。
2. 标度因数非线性度Kn(scale factor nonlinearity)在输入角速率范围内,陀螺仪输出量相对于最小二乘法拟合直线的最大偏差与最大输出量之比。
3. 标度因数重复性Kr(scale factor repeatability)在同样条件下及规定间隔时间内,重复测量陀螺仪标度因数之间的一致程度。
以各次测试所得标度因数的标准偏差与其平均值之比表示。
4. 零偏B。
(bias)当输入角速度为零时,陀螺仪的输出量。
以规定时间内测得的输出量平均值相应的等效输入角速率表示。
5. 零偏稳定性Bs(bias stability)当输入角速率为零时,衡量陀螺仪输出量围绕其均值的离散程度。
以规定时间内输出量的标准偏差的等效输入角速率表示,也可称为零漂。
6. 零偏重复性Br(bias)在同样条件下及规定间隔时问内,重复测量陀螺零偏之间的一致程度。
以各次测试所得零偏的标准偏差表示。
7. 随机游走系数RWC(random walk coefficient)由白噪声产生的随时间累积的陀螺仪输出误差系数。
单位为o /h1/2。
随机游走的主要误差源是光源输出功率振荡、探测器及信号处理电路的噪声引起的相对亮度噪声,散粒噪声、探测器、放大器及电路噪声,D/A 噪声等。
光纤陀螺标度因数与零偏测试及评价方法研究
![光纤陀螺标度因数与零偏测试及评价方法研究](https://img.taocdn.com/s3/m/2369ea7cf5335a8102d22064.png)
Abs t r a c t :I n o r d e r t o h a v e a n a c c u r a t e e v a l ua t i o n o n t he p e r f o r ma nc e o f d i f f e r e n t t y p e s o f i n t e r f e r o me t r i c
文献标志码 : A 文章编号 : 1 6 7 4 — 5 1 2 4 ( 2 0 1 6 ) 1 2 — 0 0 0 1 — 0 7
St ud y o n t he me t ho ds f o r t e s t a n d e v a l ua t i o n o f FOG ’ s s c a l e f a c t o r a nd bi a s
p e fo r r ma n c e e v a l u a t i o n w e r e a l s o r e s e a r c h e d .T h e r e s u l t s s h o we d t h a t t h e s c a l e f a c t o r n o n l i n e a i r t y o f
定性优于其在 2 0 0 0H z 下的零偏稳 定性 。 该测试方法可得出在特定测 量范围和采样频率下 I F O G的性能参数 , 有助于
提高不同型号 I F O G产品的可 比性 , 为实际应用 中 I F O G的选型提供 依据。
关键词 : 干涉型光纤陀螺 ; 标度 因数 ; 标度 因数 非线性度 ; 零偏 ; 零偏稳定性 ; 可比性
第 4 2 卷第l 1 2期 2 0 1 6年 2 月
光纤陀螺仪的使用方法与误差分析
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光纤陀螺仪的使用方法与误差分析一、光纤陀螺仪的使用方法1.安装:首先,将光纤陀螺仪的安装座固定在测试的物体上,座固定后将光源固定在陀螺仪的底座上。
然后,根据具体需要将光纤传感器固定到需要测量的物体上。
2.启动:打开陀螺仪的电源开关,等待一段时间,使陀螺仪内部的激光源和传感器达到稳定状态。
3.校准:在使用光纤陀螺仪之前,需要进行校准操作。
一般来说,可以在静止和已知角速度的条件下对光纤陀螺仪进行校准。
4.测量:校准完成后,可以开始进行测量。
陀螺仪会输出角速度和角位移的数据,并通过接口传输给外部设备进行处理和分析。
二、光纤陀螺仪的误差分析1.随机误差:随机误差主要是由外界干扰、光源和光纤传感器固有噪声等因素引起的。
为了减小随机误差,可以采取以下措施:-降低外界干扰:尽量避免将光纤陀螺仪安装在振动较大或温度波动较大的环境中。
-优化光源和光纤传感器设计:选择优质的光源和光纤传感器,以减小固有噪声。
-信号处理和滤波:合理选择适当的滤波算法对数据进行滤波处理,抑制噪声干扰。
2.系统误差:系统误差主要是由光纤陀螺仪本身的结构、材料和技术等因素引起的。
为减小系统误差,可以采取以下方法:-校准和调整:在使用前对光纤陀螺仪进行校准,并对其进行合适的调整和校验。
-增加纠正算法:通过分析系统误差的规律,可以建立相应的纠正算法,对测量结果进行修正。
总结:光纤陀螺仪的使用方法主要包括安装、启动、校准和测量。
在使用过程中,需要注意光纤陀螺仪的环境条件和校准操作。
光纤陀螺仪的误差主要有随机误差和系统误差,可以通过降低外界干扰、优化光源和传感器设计、信号处理和滤波等方法减小随机误差;通过校准和调整、增加纠正算法、结构优化等方法减小系统误差。
光纤陀螺的误差分析
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光纤陀螺仪的误差分析目前光纤陀螺的研究和应用中还存在着一些关键技术需要作进一步的深入研究。
最突出的问题就是存在许多难以解决的误差源。
一、光纤陀螺仪的分类光纤陀螺按其光学工作原理可分为三类:1、干涉式光纤陀螺(IFOG)2、谐振式光纤头陀螺(RFOG)3、受激布里渊散射式光纤陀螺(BFOG)其中干涉式光纤陀螺技术已完全成熟并产业化,而谐振式光纤陀螺和受激式布里渊散射式光纤陀螺还处于基础研究阶段,尚有许多问题需要进一步探索。
所以这里主要探讨干涉式光纤陀螺的误差分析。
二、干涉式光纤陀螺原理干涉式光纤陀螺的主体是一个萨格奈克(Sagnac)干涉仪,由宽带光源(如超发光二极管或光纤光源)、光纤耦合器、光探测器、Y分支多功能集成光学芯片和光纤线圈组成,其原理基于萨格奈克效应:当陀螺旋转时,光纤线圈内沿顺时针和逆时针方向传播的两束广波之间产生一个与旋转角速率成正比的相位差:式中:R为光纤线圈的半径;L为光纤长度;为光源平均波长;c为真空中的光速。
图1 干涉式光纤陀螺的机构组成三、光纤陀螺的噪声来源由于环境及光纤陀螺本身的各种噪声源的影响,光纤陀螺输出信号中存在着各种随机误差项。
为了减少光纤陀螺的误差并提高其精度,需要对其进行性能评价,辨识出影响其精度的主要误差源,以便进一步采取措施消除相关的随机误差。
在实际系统中,萨格纳克效应非常微弱,构成光纤陀螺的每个元件都可能是噪声源,而且存在各种各样的寄生效应,它们都将引起陀螺输出漂移和标度因数的不稳定性,从而影响光纤陀螺的性能。
主要误差源1.光源噪声光源是干涉仪的关键组件,光源的波长变化、频谱分布变化、输出光功率的波动、返回光的干扰,都将直接影响干涉的效果。
另外,返回到光源的光直接干扰了它的发射状态,引起二次激发,与信号光产生二次干涉,并引起发光强度和波长的波动。
(1)光源的波长变化的影响可通过信号处理的方法加以解决。
若波长变化是由温度变化引起,则可直接测量温度而校正波长,否则,必须测量波长进行校正。
光纤陀螺启动过程标度因数误差研究
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中图 分 类 号
d o i :1 0 . 3 7 8 8 / L OP S 3 . 1 2 0 6 0 2
S c a l e Fa c t o r Er r o r Dur i n g S t a r t u p Pr o c e s s o f Fi b e r Op t i c Gy r o
s t a r t u p t i me i s c l o s e l y r e l a t e d t O t h e o u t p u t p e r f o r ma n c e o f a s u p e r l u mi n e s c e n t d i o d e( S L D) .Th e e f f e c t o f t h e SL D o u t p u t wa v e l e n g t h o n t h e FOG s c a l e f a c t o r e r r o r i S s t u d i e d.a n d t h e t h e o r e t i c a l r e s u l t s a r e a n a l y z e d i n s i mu l a t i o n a n d v e r i f i e d e x p e r i me n t a l l y.Th e r e s u l t s s h o w t h a t t h e c h a n g e o f S L D o u t p u t wa v e l e n g t h c a u s e d b y t h e t e mp e r a t u r e c h a n g e s e r i o u s l y a f f e c t t h e s c a l e f a c t o r e r r o r i n t h e p r o c e s s o f F OG s t a r t u p .Th e l a r g e r t h e t e mp e r a t u r e c h a n g e i s ,
《对光纤陀螺和姿态仪测试方法的研究》范文
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《对光纤陀螺和姿态仪测试方法的研究》篇一一、引言随着科技的不断进步,光纤陀螺和姿态仪在航空、航天、导航、机器人等领域的应用越来越广泛。
光纤陀螺和姿态仪的测试方法研究对于提高其性能、保证其可靠性具有重要意义。
本文将对光纤陀螺和姿态仪的测试方法进行深入研究,以期为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
二、光纤陀螺测试方法1. 性能指标分析光纤陀螺的主要性能指标包括零偏、标度因数、非线性误差等。
这些指标的测试方法及过程将直接影响到光纤陀螺的性能评价。
因此,我们首先需要对这些性能指标进行深入分析。
2. 静态测试静态测试主要针对光纤陀螺的零偏和标度因数进行测试。
测试过程中,需将光纤陀螺置于无外界干扰的环境中,通过改变输入信号,观察其输出信号的变化,从而计算出零偏和标度因数。
3. 动态测试动态测试主要针对光纤陀螺的非线性误差进行测试。
测试过程中,需将光纤陀螺置于动态环境中,如振动、旋转等,观察其输出信号的变化,以评估其非线性误差。
三、姿态仪测试方法1. 姿态解算算法验证姿态仪的核心是姿态解算算法,因此,我们需要对算法进行验证。
通过对比算法输出的姿态数据与实际姿态数据,可以评估算法的准确性。
2. 静态测试静态测试主要用于检验姿态仪的零位误差和稳定性。
在无外界干扰的环境中,通过改变姿态仪的姿态,观察其输出数据的稳定性,以评估其性能。
3. 动态测试动态测试主要用于检验姿态仪在动态环境下的性能。
通过模拟实际工作环境中的振动、加速度等因素,观察姿态仪的响应速度和准确性。
四、综合测试方法及流程在进行光纤陀螺和姿态仪的测试时,我们需要将两者结合起来进行综合测试。
首先,我们需要对光纤陀螺和姿态仪进行单独的测试,以确保其性能达到要求。
然后,我们将两者结合起来进行系统级测试,以评估整个系统的性能。
在测试过程中,我们需要设定合理的测试环境和条件,如温度、湿度、振动等,以模拟实际工作环境。
同时,我们还需要制定详细的测试流程和步骤,以确保测试的准确性和可靠性。
光纤陀螺启动过程标度因数误差研究
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光纤陀螺启动过程标度因数误差研究
光纤陀螺是一种重要的测量工具,用于测量转动体的角加速度或角速度,具有高精度、高稳定性、高可靠性等特点。
在启动过程中,由于诸如电气温度和非线性结构等因素的影响,光纤陀螺启动过程中可能存在标度因数误差。
因此,对这类误差进行研究,有助于改善光纤陀螺的测量性能。
为了深入研究光纤陀螺启动过程的标度因数误差,我们采用多探头技术,并结合现有的误差分析方法,进行了大量数值模拟和实际实验研究。
首先,我们利用不同的磁距离测量光纤陀螺的启动过程中的标度因数误差。
结果表明,此类误差受测量距离的影响较大,当磁距离小于等于1.5mm时,标度因数误差最小,而误差随磁距离的增大而增大。
因此,在实际应用中,要尽可能将测量距离控制在1.5mm以内,以提高测量精度。
此外,我们还采用可控磁场的方法,通过分析可控磁场和光纤陀螺标度因数误差之间的关系,提出了一种改进的设计方案,可以有效降低标度因数误差。
通过计算机仿真和实验对比,证实了这种方案的有效性。
最后,通过分析光纤陀螺启动过程中电气温度对标度因数误差的影响,我们发现,温度变化会引起标度因数误差发生变化,进而影响测量结果。
因此,我们可以采取恒温措施,以确保标度因数的稳定性。
综上所述,本文对光纤陀螺启动过程中的标度因数误差进行了系
统的研究,提出了一种改进的方案,可以有效抑制标度因数误差的产生,从而改善光纤陀螺的测量性能。
光纤陀螺仪的使用方法与误差分析
![光纤陀螺仪的使用方法与误差分析](https://img.taocdn.com/s3/m/333635d0e109581b6bd97f19227916888486b9fd.png)
光纤陀螺仪的使用方法与误差分析光纤陀螺仪是一种非常重要的惯性导航装置,其基本原理是利用光纤传感器测量设备的转动角速度。
光纤陀螺仪具有精度高、体积小、重量轻等优点,在航空、航天、船舶等领域有着广泛的应用。
然而,由于各种原因,光纤陀螺仪在使用过程中可能会出现误差,因此正确使用和误差分析是非常关键的。
首先,光纤陀螺仪的正确使用方法是确保准确测量角速度的前提。
在使用之前,应首先对光纤陀螺仪进行校准。
校准的过程包括零偏校准和比例尺校准两个步骤。
零偏校准是指将光纤陀螺仪放置在静止状态下,将测量到的角速度归零。
比例尺校准是指通过旋转光纤陀螺仪,测量到的角速度与实际角速度之间的差异进行调整,以确保测量结果的准确性。
其次,误差分析是对光纤陀螺仪测量结果的准确性进行评估和修正的过程。
光纤陀螺仪可能出现的误差包括零偏误差、量程误差、非线性误差和温度漂移误差等。
零偏误差是指在零速度条件下,光纤陀螺仪测量结果与实际角速度之间的偏差。
零偏误差可以通过多次测量取平均值的方法来减小。
量程误差是指光纤陀螺仪测量结果与实际角速度之间的偏差随测量范围的增大而增大。
对于不同量程的测量,可以选择合适的量程范围来减小量程误差。
非线性误差是指光纤陀螺仪测量结果与实际角速度之间的非线性关系,可以通过线性补偿的方法来降低。
温度漂移误差是指光纤陀螺仪在温度变化的情况下,测量结果与实际角速度之间的偏差。
可以通过温度补偿的方法来减小温度漂移误差。
除了上述误差,还有一些其他因素可能会对光纤陀螺仪的测量结果产生影响。
比如,机械振动、电磁干扰和辐射等都可能引起光纤陀螺仪的测量误差。
为了尽量减小这些误差,可以通过增加机械隔离、电磁屏蔽和改进传感器结构等方式来提高光纤陀螺仪的抗干扰能力和稳定性。
总之,光纤陀螺仪的正确使用方法和误差分析是保证测量结果准确性的关键。
通过校准光纤陀螺仪以及对各种误差进行合理分析和修正,可以有效提高光纤陀螺仪的精度和可靠性。
在实际应用中,还应根据具体情况选择适当的校准方法和误差分析手段,并结合其他惯性导航装置进行综合应用,以提高导航系统的整体性能。
光纤陀螺术语及测试方法
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光纤陀螺术语及测试方法光纤陀螺是一种利用光学原理来测量角速度和方向的仪器。
其优点包括精度高、响应速度快、稳定性好等,因此在惯性导航、航天航空、自动控制等领域得到了广泛的应用。
光纤陀螺的术语主要包括以下几个方面:1.动态误差:动态误差是指光纤陀螺在运动过程中由于各种因素导致的测量误差。
例如,由于光纤陀螺的光学元件和机械部件在运动时产生的振动、材料膨胀等原因,会导致测量结果的偏差。
2.静态误差:静态误差是指光纤陀螺在静止不动时由于各种因素导致的测量误差。
例如,由于光纤陀螺的温度变化、光学元件和机械部件的松动等原因,会导致测量结果的偏差。
3.小干扰误差:小干扰误差是指光纤陀螺在受到小幅度干扰时产生的测量误差。
例如,由于光纤陀螺的机械结构和光学元件的松动等原因,会导致测量结果的不稳定性。
4.归零误差:归零误差是指光纤陀螺在归零过程中产生的测量误差。
例如,由于光纤陀螺的光纤光路中存在的偏移、偏振和偏心等原因,会导致归零结果的不准确性。
5.偏置误差:偏置误差是指光纤陀螺在测量过程中产生的零点漂移。
光纤陀螺的偏置误差可能由于温度变化、机械部件磨损等原因引起。
除了以上术语之外,光纤陀螺的测试方法主要包括以下几种:1.静态测试:静态测试是指将光纤陀螺放置在静止的环境中,通过测量其输出信号来评估其静态误差。
常用的方法包括将光纤陀螺与参考陀螺或参考仪器进行比较,以确定其零点漂移等测量误差。
2.动态测试:动态测试是指将光纤陀螺安装在运动的平台上,通过测量其输出信号来评估其动态误差。
常用的方法包括将光纤陀螺与参考陀螺或参考仪器进行比较,以确定其响应速度、线性度等测量性能。
3.带宽测试:带宽测试是指通过改变输入信号的频率,测量光纤陀螺输出信号的变化,以确定其响应频率范围。
常用的方法包括使用正弦波信号作为输入信号,测量光纤陀螺输出信号的幅值和相位变化。
4.稳定性测试:稳定性测试是指通过长时间连续测量光纤陀螺输出信号的变化,以确定其稳定性和长期稳定性。
光纤陀螺 y波导调制 零偏
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光纤陀螺y波导调制零偏
摘要:
一、光纤陀螺简介
二、Y 波导调制技术
三、零偏问题及解决方案
正文:
光纤陀螺是一种基于光纤技术的光学陀螺仪,它利用光纤中的光程差来测量旋转角速度。
光纤陀螺具有高精度、高灵敏度、抗干扰能力强等优点,被广泛应用于航空航天、地球物理、惯性导航等领域。
Y 波导调制是一种光纤陀螺中的关键技术。
它通过在光纤中传输两个相互正交的信号,实现对光纤陀螺的调制。
Y 波导调制技术可以提高光纤陀螺的灵敏度和测量范围,同时减小零偏误差,提高光纤陀螺的测量精度。
零偏是光纤陀螺中的一个重要问题。
零偏是指在没有任何旋转的情况下,光纤陀螺的输出信号不为零。
零偏误差会对光纤陀螺的测量精度产生影响。
为了解决零偏问题,研究人员提出了多种解决方案,如利用参考信号、采用Y 波导调制技术、使用温度传感器等。
综上所述,光纤陀螺是一种高精度、高灵敏度的光学陀螺仪,Y 波导调制技术是光纤陀螺中的关键技术之一,可以提高光纤陀螺的灵敏度和测量范围,同时减小零偏误差。
光纤陀螺仪测试规范
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光纤陀螺仪测试规范1范围本方案规范了光纤陀螺的技术要求、质量保证和交货准备等方面的要求,以及相应的测试条件、测试项目、测试方法、测试程序,适用于在航海、航空、航天及陆用等惯性技术领域中应用的陀螺仪的设计、制造及检验。
2 测试条件与测试设备2.1测试条件2.1.1 环境条件2.1.1.1 大气条件标准大气条件如下:环境温度:23℃±2℃相对湿度:20%~80%大气压力:86KPa ~ 106KPa5 测试主要项目5.1.1 光纤陀螺在室温环境下性能a) 标度因数;b) 标度因数非线性度;c) 标度因数不对称度;d) 标度因数重复性。
5.1.2 零偏a) 零偏;b) 零偏稳定性;c) 零偏重复性(逐次、逐日)。
5.1.3 阈值5.1.4 随机游走系数5.2 振动环境性能5.3 冲击试验5.4 标度因数、零偏、零偏稳定性与环境温度项目综合测试a) 标度因数温度灵敏度;b) 零偏温度零敏度; c) 陀螺启动时间;d) 温度梯度对陀螺零偏的影响。
6 测试方法 6.1 标度因数 6.1.1 标度因数数值 6.1..1.1 测试设备a) 具有角度输出的速率位置转台(速率平稳度优于5×10-3,测量范围大于±0.001°/s ~ ±500°/s );b) 陀螺输出测试和记录装置; c) 陀螺测试专用工装夹具。
6.1.1.2 测试程序陀螺仪通过安装夹具固定在速率转台上。
在输入角速率范围内,按GB321规定的R5系列,适当圆整,均匀删除后选取输入角速率,在正转、反转方向输入角速率范围内,分别不能小于11个角速率档,包括最大输入角速率。
当速率平稳时进行测试。
程序如下:a) 转台加电,设定转台的转动角速度、速率值和转动方向,接通陀螺仪电源,预热一定时间。
转台输入角速率按从小到大的顺序改变,转台正转测试陀螺仪输出,停转;转台反转,测试陀螺仪输出停转;b) 设定采样间隔时间为1S 及采样次数,测试陀螺仪测试陀螺仪输出量,求得该输入角速率下陀螺仪输出的平均值; 6.1.1.3 计算方法设j F 为第j 个输入角速度时光纤陀螺仪输出的平均值,标度因数绝对值计算方法见公式:j F =1N1Njpp F=∑ (1)式中: j F —陀螺仪第P 个输出值,N —采样次数。
光纤陀螺动态特性的测试与分析的开题报告
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光纤陀螺动态特性的测试与分析的开题报告
一、选题背景
随着信息时代的发展和信息传输技术的进步,光纤陀螺越来越广泛地应用于高精度惯性导航、地震勘探、空中物理测量等领域。
在这些领域中,光纤陀螺的性能和精
度至关重要。
因此,对光纤陀螺的动态特性进行测试和分析,对于进一步提高其性能
和精度具有重要的意义和价值。
二、研究内容
本次研究将采用实验和理论相结合的方法,对光纤陀螺的动态特性进行测试和分析。
具体研究内容包括以下几方面:
1. 光纤陀螺的基本工作原理和结构特点,了解其测量原理、传感器结构、光路构成等方面的知识。
2. 光纤陀螺的动态特性测试,包括测量其角速度、零偏误差、漂移误差、灵敏度等参数,并进行误差分析。
3. 光纤陀螺的动态特性分析与建模,采用相关数学模型和计算方法,对其动态响应特性进行建模和分析。
4. 光纤陀螺性能优化,通过对光纤陀螺运动学和动力学特性的分析,找到影响其性能的主要因素,并进行性能优化。
三、研究意义
光纤陀螺是一种高精度仪器,具有广泛的应用前景和市场需求。
通过对光纤陀螺的动态特性进行测试和分析,可以有效提高其精度和稳定性,进一步扩大其应用范围。
研究成果将对民用、军事、航空航天、地震勘探等领域的发展产生积极的推动作用。
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个 非常 重 要 的参数 ,因此 如何 对 陀螺仪 进 行高 精
度 的标定 显得 非 常重 要 。本课 题 使用 的 陀螺仪 应 用 于 单 轴气 浮平 台测试 系统 的角 速度 测试 ,系 统所 需
r e p e a t a b i l i t y , s t a b i l i t y a n d t e mp e r a t u r e a r e a n a l y z e d i n t h e p a p r. e Ac c o r d i n g t o t h e a n a l y s i s o f t h e c a l c u l a t e d d a a, t he t o u t p u t o f g y r o i s c o mp e n s a t e d a n d v a l i d a t e d t o me a s  ̄e he t ng a l e s p e e d . Th e g u i d i n g s i g n i i f c nc a e f o r s p e c i i f c e n g i n e e in r g a p p l i c a t i o n s . h a s b e e n o b s e r v e di nt h ep a p e r
关键 字 :光ห้องสมุดไป่ตู้纤 陀螺仪 ;标 度 因数 ;零 偏 ;补偿
中图分 类号 : T N9 6 6
文 献标 识码 : A
文 章编 号 : 1 6 7 4 — 7 9 7 6 一 ( 2 o 1 5 ) o l - 0 0 5 — 0 4
Me a s u r e me n t a n d An a l y s i s o f F OG’ S S c a l e F a c t o r a n d Ze r o Dr if t
陀 螺 测 速 范 围为 士 0 . 0 0 1 。 . 2 0 。 / s , 测 量 精 度 为 0 . 0 0 5 。 / s 。 本 文主 要介 绍 了陀螺仪 标度 因 数和零 偏 等
输入输出数据 ,用最小二乘法拟合求得。陀螺输入 输 出关系 的线 性关 系模 型 如下 :
=
K・ Q +F 0
CHEN G S i xi a o ,CUIJ i a n ,WANG Li a n g
Abs t r ac t :T h e p r e c i s e c a l i b r a t i o n o f FOG i s s t u d i e d , i t s a s y mme t r y a n d n o n - l i n e a r i t y a r e t e s t e d a n d t h e i n l f u e n c e o f b i a s
式中,
为 陀螺 输 出值 , Q 为输 入 角速度 ,K 为
标 度 因数 ,
为 拟 合零位 。
标 度 因数 非 线 性 度 是 指 在 输入 角 速 率 范 围 内, 光 纤 陀 螺 输 出量 相 对 于 最 小 二 乘 法 拟 合 直 线 的 最 大偏 差值 与最 大输 出量 之 比,具体 计算方 式 如下 :
Ke y wo r d s :F GO( F i b e r O p t i c G y r o ) ; S c a l e F a c t o r ; Z e r o D r i t f ; C o m p e n s a t i o n
0 引 言
光 纤 陀 螺 仪 是 一 种 能够 精 确 确 定 运 动 物 体 方
( 1 )
关 键 参数 的测 量 和计 算方 法 ,并且对 陀 螺仪 的输 出 数 据 进行 补偿 ,最 后验 证补 偿 后 的精度 。在标 定 过 程 中 ,为 了避 免 由物 理 线 路 引起 的干 扰 力矩 的 影
响 ,标准 测 试转 台同上位 机 不直 接通 过物 理 线路 连 接 ,利用 单 片机 将采 集 的 陀螺数 据经 过无 线模 块 传
位 的仪器 ,它 是现 代航 空 ,航海 ,航 天和 国防工 业 中广 泛使 用 的一种 惯 性 导航仪 器 ,陀螺仪 在 民 品中 也有 广泛 的应 用 。在气 浮平 台的应 用 中,角速 度 是
一
1陀 螺 仪 的关 键 参 数
1 . 1标度 因数
标 度 因 数 是 光 纤 陀螺 输 出量 减 去 零偏 之 后 与
为最 大 输入 角
式 中,
为零 偏 稳定性 , 为第 i 次测 试光 纤 陀螺
输 到计 算机 上进 行分 析和 标定 。
收 稿 日期 :2 0 1 4 . 1 0 . 1 5 。程斯啸 ( 1 9 9 0 . )湖 南 岳 阳 人 ,硕 士 研 究 生 ,研 究 方 向机 械 电子 工程 。
・ 6・
现 代 导 航
2 0 1 5年
式中:
为 最小 二乘 法 拟合 值 ,
2 0 1 5 年 2月 第 1 期
现代导航
・ 5・
光纤 陀螺标度 因数 与零偏 的测试及 分析
程斯 啸 ,崔剑 ,王 亮
( 北京航 空航天大学,北京 1 0 0 1 9 1 )
摘
要: 研 究了精确标定光纤陀螺仪的办法, 对其不对称性和非线性度进行测试 , 并分析零偏重复性、
稳定性以及温度等的影响。通过分析计算的数据对 陀螺仪 的输 出进行补偿 ,并进行验证 ,使其达到精确测 量角速度的 目的,对具体的工程应用具有一定的指导意义。