光纤陀螺自动化测试软件的设计

随着自动化水平的提高,光纤陀螺的测试逐渐向自动化测试方向发展.该文介绍了光纤陀螺自动测试软件的设计,着重阐述了各个模块的功能及实现过程,其中转台控制模块和数据处理模块是该软件设计的关键部分.该软件是基于Windows平台,采用面向对象的方法进行设计,实现接收转台和陀螺数据,并进行实时曲线绘制和数据处理等功能.该软件充分利用现有设备,降低了光纤陀螺标定的成本.     

光纤陀螺全方位性能自动评价系统

构建了光纤陀螺(FOG)全方位性能自动评价系统,对其主要功能进行了详细的叙述,完成了计算机、转台、温控系统、振动台、光纤陀螺等之间的通讯模块软硬件设计.这种光纤陀螺全方位自动评价系统除了可以测试国军标中规定的测试项目,还可以模拟光纤陀螺实际工况下的温度变化、振动影响,对光纤陀螺抗温度变化、抗振动性能做出数字化评价.所有操作均采用模块化设计和可视化方法,方便和简化了复杂的测试过程.通过配接不同的测试仪器,实现了光纤陀螺与陀螺光学元件的程控自动测试.实践证明介绍的光纤陀螺全方位性能自动评价系统技术先进、功能完备,满足各种光纤陀螺性能测试的需要.     

光纤陀螺测试系统设计

设计了一种基于PC机的光纤陀螺测试系统。测试硬件主要包括计算机、测试设备等，计算机通过串口采集光纤陀螺的测试数据；测试软件是基于C^ Builder 5．0开发平台开发的，数据采集采用了线程的方法，增强了实时性。并配备了一定的数据处理功能。     

光纤陀螺测试系统研究及应用

利用实验手段来建立光纤陀螺的误差模型并对光纤陀螺进行误差补偿是提高光纤陀螺的一种有效手段。根据光纤陀螺的特点,设计了光纤陀螺数据采集系统,并做了静态测试和动态测试,分析了光纤陀螺性能,为光纤陀螺进行误差补偿奠定了基础。     

光纤环应力分布测试对光纤陀螺性能的影响

通过对光纤环进行应力分布测试和筛选,实现了改善光纤陀螺性能的目的。分析研究了由应力作用产生的光纤环非互易性对陀螺输出特性的影响,采用光纤应力分析仪对光纤环进行应力测试和筛选。并将经过光纤环在线测试和热应力测试筛选后的光纤环组装成陀螺进行零偏实验。实验结果表明:采用应力分析仪能够有效对光纤环进行应力测试和筛选,经过筛选后组装的光纤陀螺精度有了明显改善,全温范围内零偏稳定性可达0.08 ()/h。对后续高精度光纤陀螺研制有一定的借鉴意义。     

光纤陀螺供电电源监控系统设计

针对某型号光纤陀螺老炼测试需要长时监控、数据存储和故障保护等需求,采用工控机与MC9S12XEP100MAL单片机相结合的方案,设计光纤陀螺供电电源监控系统。该系统可以实时监控12路光纤陀螺供电电源的输出电压和输出电流,且具有数据存储,过压、欠压和过流等故障保护功能,达到了预期的技术指标,可以满足光纤陀螺老炼测试的要求。     

光纤陀螺在直流及交变磁场中的磁敏感性研究

介绍了光纤陀螺的磁敏感性机理并进行了实验研究。利用亥姆霍兹线圈装置和光纤陀螺测试平台,研究了光纤陀螺在直流磁场中的磁敏感性,得到光纤陀螺数据输出与磁感应强度基本呈线性关系,以及轴向磁场和径向磁场影响系数的大小和光纤陀螺磁敏感轴的方向。主要针对50Hz的交流磁场研究交流磁场对光纤陀螺零偏和零漂的影响及其交流磁敏感性,得到交流磁场对零偏的影响可以忽略,但磁感应强度与陀螺零漂值的大小基本呈线性关系。研究了不同频率交流磁场对光纤陀螺输出的影响,说明了光纤陀螺数据输出主要与瞬态的磁感应强度成正比,不同频率交流磁场对光纤陀螺零漂值的影响不同,存在一个频率(或频率范围)对光纤陀螺零漂的影响较大,其频率范围与光纤陀螺输出带宽有关。     

空间用光纤陀螺辐射诱导磁场误差变化机理研究

干涉式光纤陀螺在空间环境下受粒子辐射、电磁场等多种物理场共同影响,使角速度输出误差劣化。文章通过分析光纤陀螺磁场误差主要来源,推导了光纤陀螺磁场误差模型。基于磁场误差模型探究辐射对磁场误差相关参数的影响,建立辐射诱导磁场误差变化理论模型。在此基础上,通过影响机理分析和实验验证,确定辐射主要通过影响维尔德常数和光纤应力双折射进而影响光纤陀螺输出零偏。进一步地,通过搭建小型化光纤陀螺样机,对保偏光纤环进行辐射处理并进行了相应磁场误差测试。测试结果表明,光纤陀螺磁场误差随辐射总剂量发生变化,其变化规律符合辐射诱导磁场误差变化模型。     

基于ANSYS Workbench的高精度光纤陀螺结构优化设计

温度性能是影响光纤陀螺性能的主要因素,该文针对光纤陀螺的不同应用环境,对光纤陀螺的结构进行优化设计,通过材料热导率的设计,控制光纤环内的温度变化,从而提高光纤陀螺的温度稳定性;通过ANSYS Workbench的有限元分析法,对陀螺骨架的温度进行模拟仿真,既能对结构设计进行理论指导,又能验证结构设计的效果;最终对组装的高精度光纤陀螺样机进行测试,在未进行任何温度补偿的条件下,零偏稳定性达到了0.001(°)/h量级。     

多路三轴光纤陀螺自动化测试系统设计与实现

因三轴光纤陀螺的测试过程复杂、耗时长、测试效率低。提出了一种多路三轴光纤陀螺自动测试系统实现方案。叙述了测试系统的硬件设计思想并给出了完成自动化测试、软件设计方法及组建方案。测试结果表明,该系统能够实现三轴光纤陀螺测试全程自动化,节约了成本,提高了测试效率。     

利用Allan方差进行光纤陀螺测试

设计了一种基于Allan方差的5阶样条拟合的方法,用于测定光纤陀螺的随机游走系数、零偏不稳定性、速率斜坡、量化噪声、速率随机游走等参数,并基于LabVIEW开发了可视化数据采集程序,对KVH公司生产的E.Core 2000型光纤陀螺进行测试。结果表明,该方法简化了光纤陀螺参数测试流程,提高了测试精度。     

MEMS陀螺在红外成像系统中的研究应用

简要介绍了红外成像导引系统中的稳像技术原理,说明陀螺仪在辅助设备电子稳像系统中的重要地位。目前,国内辅助设备电子稳像系统中常采用的光纤陀螺,文中对光纤陀螺的优缺点进行分析,并与新兴的MEMS陀螺在技术指标层面作对比。再设计试验方案,从试验的角度论证MEMS在实际应用中可以代替光纤陀螺,并且在性能、体积、价格上比光纤陀螺更有优势。     

测试设备对高精度光纤陀螺误差的影响及抑制方法研究

分析了影响光纤陀螺仪测试精度的主要误差因素,详细研究了速率转台、测试工装、时间基准源等常见测试设备对光纤陀螺误差的影响。提出了基于高精度计数器对于转台精度评价结合长周期、转台固定周数的测试等抑制方法。实验结果表明,采取抑制措施后,测试工装误差引起的零偏测试误差减小了66.7%,速率转台误差引起的标度因数绝对误差以及时间基准误差引起的标度因数重复性误差均减小了一个数量级。研究结果对高精度光纤陀螺仪精度的提升以及测试设备的改进具有指导意义。     

一种低成本光纤陀螺检测方案的设计与实现

针对低成本光纤陀螺的电路检测方案开展研究,提出一种模拟解调、方波调制和阶梯波反馈的闭环方案。在对光纤陀螺信号检测理论分析的基础上,设计了模拟解调电路、数字逻辑电路等,并进行了样机测试。测试结果表明,指标达到了低精度光纤陀螺的性能要求,说明该方案可行。     

Y波导调制器半波电压及调制相位漂移研究

分析了用于光纤陀螺的Y波导相位调制器的半波电压特性及其对光纤陀螺系统特性的影响,测试了温度和光源波长变化对半波电压的影响;阐述了Y波导调制器调制相位漂移对光纤陀螺系统特性的影响,测试了温度以及相对湿度变化对Y波导调制器调制相位漂移的影响.针对实验结果提出了改进Y波导制作工艺的措施.     

实用型光纤陀螺系统工作点的选定和稳定技术的试验研究

介绍了实用型中低精度开环光纤陀螺系统中如何实时并准确地测量陀螺系统的工作点的方法和技术方案,并且从理论上分析了开环的光纤陀螺系统的工作点的选择依据。通过对实验结果的对比测试分析,提出了进一步提高光纤陀螺精度和稳定度的途径和设想。     

掺铒光纤谐振腔陀螺的谐振腔设计

光纤谐振腔作为谐振式光学陀螺的核心传感器件,其性能直接决定了谐振式光学陀螺的灵敏度。目前使用的光纤谐振腔存在着品质因数偏低的问题,极大地限制了谐振式光学陀螺极限灵敏度的提升。将掺铒光纤引入到光纤谐振腔中并外加高稳定性的泵浦激光器形成掺铒光纤谐振腔,从而有效提升了谐振腔的品质因数。通过对激光功率、掺铒光纤长度等参数的实验探索,确定了最佳的掺铒光纤谐振腔的设计参数,实现了应用于谐振式光学陀螺品质因数为1.44×109的掺铒光纤谐振腔。搭建了基于掺铒光纤腔的谐振式光学陀螺测试系统,经实验测试该系统的零偏稳定性为0.077 5°/s,验证了掺铒光纤腔在陀螺系统中的应用,为新型角速度测量技术提供了新的研究思路和发展方向。     

功率反馈式高稳定光源电路设计

随着导航精度要求的提高,人们对高精度光纤陀螺如何实现一直进行着深入的探索。从设计光纤陀螺光源的角度出发,通过合理设计高精度TEC温度控制电路和恒流LD驱动控制电路,实现了基于反馈控制的高功率稳定性的掺铒光纤光源。测试结果表明,该硬件系统取得了理想的测试效果。该光源硬件电路设计可以作为实现满足高精度光纤陀螺要求的光源设计的一种参考。     

采用双Y型LiNbO_3集成光路的闭环光纤陀螺研究

集成化已成为研制中、高精度大动态范围光纤陀螺的一个必然途径。文中报道了一种采用光纤滤波/双Y型集成光路和全数字处理的闭环光纤陀螺,其中光纤滤波/双Y型多功能集成光路是采用退火质子交换法(APE)在铌酸锂衬底上制作而成的,它包含了光纤陀螺所需的除光纤线圈以外的无源光学器件的全部功能:两个分光/合光器(耦合器)、两个宽带相位调制器(推挽工作)和一个高消光比的偏振器,测试结果表明,陀螺零偏稳定性优于1°/h。该陀螺结构紧凑、动态范围大、精度适中、成本低,特别适合于战术级的应用     

采用相关辨识的光纤陀螺动态特性测试方法

动态特性是光纤陀螺的一项重要技术指标,传统的机械转台无法提供测试条件.提出了一种基于相关辨识的光纤陀螺动态特性测试方法;根据全数字闭环光纤陀螺采用数字阶梯波反馈实现闭环控制的工作原理,通过在闭环反馈信号中叠加伪随机信号的方法来进行动态特性测试.将反馈阶梯波上叠加的伪随机信号作为辨识输入信号,光纤陀螺闭环数字输出作为辨识...