一種測(cè)量光纖陀螺啟動(dòng)時(shí)間的裝置及方法
【專利摘要】提供一種測(cè)量光纖陀螺啟動(dòng)時(shí)間的裝置及方法，包括被測(cè)試的光纖陀螺固定安裝于轉(zhuǎn)臺(tái)后，接入用于采集光纖陀螺輸出數(shù)據(jù)的光纖陀螺測(cè)試箱，安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上的光纖陀螺通過光纖陀螺測(cè)試箱3與計(jì)算機(jī)連接，同時(shí)計(jì)算機(jī)直接連接轉(zhuǎn)臺(tái)；通過轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)光纖陀螺的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)位置及轉(zhuǎn)動(dòng)角速率；計(jì)算機(jī)用于控制光纖陀螺測(cè)試箱工作，通過控制轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，并能顯示光纖陀螺輸出關(guān)于啟動(dòng)時(shí)間的圖譜信息和計(jì)算處理光纖陀螺的啟動(dòng)時(shí)間。本發(fā)明提供的光纖陀螺啟動(dòng)時(shí)間測(cè)試方法簡(jiǎn)單有效、并且實(shí)用，易于操作，具有較高的實(shí)用價(jià)值。
【專利說明】一種測(cè)量光纖陀螺啟動(dòng)時(shí)間的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬精密儀表測(cè)試裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種測(cè)量光纖陀螺啟動(dòng)時(shí)間的裝置及方法，主要用于測(cè)量和評(píng)價(jià)光纖陀螺啟動(dòng)時(shí)間。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖陀螺是一種新型慣性器件，以光的Sagnac效應(yīng)為理論基礎(chǔ)，用于測(cè)量載體相對(duì)空間的角速率。與框架式陀螺儀相比，光纖陀螺屬于全固態(tài)產(chǎn)品，內(nèi)部沒有活動(dòng)部件，具有精度高、啟動(dòng)時(shí)間短、測(cè)量范圍寬、環(huán)境適應(yīng)性高及壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。光纖陀螺一般應(yīng)用于導(dǎo)航系統(tǒng)，航向姿態(tài)系統(tǒng)等，要求光纖陀螺的啟動(dòng)時(shí)間短，一般不大于5秒。因此，需要一個(gè)科學(xué)算法，客觀評(píng)價(jià)光纖陀螺的啟動(dòng)時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明解決的技術(shù)問題:提供一種測(cè)量光纖陀螺啟動(dòng)時(shí)間的裝置及方法，簡(jiǎn)單有效且實(shí)用，用于測(cè)量光纖陀螺啟動(dòng)時(shí)間。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案:一種測(cè)量光纖陀螺啟動(dòng)時(shí)間的裝置，被測(cè)試的光纖陀螺固定安裝于轉(zhuǎn)臺(tái)后，接入用于采集光纖陀螺輸出數(shù)據(jù)的光纖陀螺測(cè)試箱，安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上的光纖陀螺通過光纖陀螺測(cè)試箱與計(jì)算機(jī)連接，同時(shí)計(jì)算機(jī)直接連接轉(zhuǎn)臺(tái)；通過轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)光纖陀螺的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)位置及轉(zhuǎn)動(dòng)角速率；計(jì)算機(jī)用于控制光纖陀螺測(cè)試箱工作，控制轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，顯示光纖陀螺輸出數(shù)據(jù)和控制光纖陀螺測(cè)試箱通電時(shí)間的圖譜信息，計(jì)算處理光纖陀螺的啟動(dòng)時(shí)間。
[0005]還提供一種測(cè)量光纖陀螺啟動(dòng)時(shí)間的方法，包括下述步驟:
[0006]步驟1:將光纖陀螺安裝于如權(quán)利要求1所述的裝置內(nèi):被測(cè)試的光纖陀螺固定安裝于轉(zhuǎn)臺(tái)后，接入用于采集光纖陀螺輸出數(shù)據(jù)的光纖陀螺測(cè)試箱，光纖陀螺通過光纖陀螺測(cè)試箱與計(jì)算機(jī)連接，同時(shí)計(jì)算機(jī)直接連接轉(zhuǎn)臺(tái)，通電后，以下步驟均在計(jì)算機(jī)的控制之下完成;
[0007]步驟2:測(cè)試光纖陀螺角速率試驗(yàn)的啟動(dòng)時(shí)間
[0008]分步驟2.1:根據(jù)光纖陀螺的測(cè)試要求，設(shè)定轉(zhuǎn)臺(tái)第一次轉(zhuǎn)動(dòng)的角速率，將轉(zhuǎn)臺(tái)達(dá)到該次轉(zhuǎn)動(dòng)角速率后再啟動(dòng)光纖陀螺測(cè)試箱來采集光纖陀螺的輸出數(shù)據(jù)，并傳輸給計(jì)算機(jī)，通過計(jì)算機(jī)建立光纖陀螺測(cè)試箱的通電時(shí)間為橫軸、光纖陀螺的輸出數(shù)據(jù)為縱軸的圖譜信息；所述圖譜信息的處理過程如下:
[0009]先標(biāo)定光纖陀螺在第一次轉(zhuǎn)動(dòng)角速率下的輸出值Bvtl,米集光纖陀螺的輸出數(shù)據(jù)，從測(cè)試出第一個(gè)數(shù)據(jù)到測(cè)試數(shù)據(jù)值Bv，當(dāng)Bv與Bvtl之差的絕對(duì)值不大于Bvtl的百分之五時(shí)，Bv作為假定有效起始點(diǎn)，將此Bv值記為Bvl ；
[0010]如果其后連續(xù)K-1個(gè)數(shù)據(jù)值也都滿足此條件時(shí)，即滿足:
B _Β
[0011]'，其中i = 1,2……K ;K為采樣頻率;
^vO[0012]則將假定有效起始點(diǎn)Bvl對(duì)應(yīng)的時(shí)間記為tv，，并將其定為該次轉(zhuǎn)動(dòng)角速率下的啟動(dòng)時(shí)間；
[0013]否則在新輸出的數(shù)據(jù)中，繼續(xù)確定滿足要求的假定有效起始點(diǎn)Bv，直至找到該次轉(zhuǎn)動(dòng)角速率下的啟動(dòng)時(shí)間tv，為止；
[0014]分步驟2.2:根據(jù)光纖陀螺的測(cè)試要求，設(shè)定轉(zhuǎn)臺(tái)的下一次轉(zhuǎn)動(dòng)的角速率，按照分步驟2.1所述過程同樣操作并找到該次轉(zhuǎn)動(dòng)角速率的啟動(dòng)時(shí)間tv，；重復(fù)本分步驟，直至找到剩余需要轉(zhuǎn)動(dòng)角速率的啟動(dòng)時(shí)間tv，為止；
[0015]分步驟2.3:將需要轉(zhuǎn)動(dòng)角速率的啟動(dòng)時(shí)間tv，中最大值定為光纖陀螺角速率試驗(yàn)的啟動(dòng)時(shí)間tv(l ；
[0016]步驟3:測(cè)試光纖陀螺位置試驗(yàn)的啟動(dòng)時(shí)間
[0017]分步驟3.1:根據(jù)光纖陀螺的測(cè)試要求，設(shè)定轉(zhuǎn)臺(tái)第一次固定的位置，啟動(dòng)光纖陀螺測(cè)試箱采集光纖陀螺的輸出數(shù)據(jù)后傳輸給計(jì)算機(jī)，通過計(jì)算機(jī)建立光纖陀螺測(cè)試箱通電時(shí)間為橫軸、光纖陀螺的輸出數(shù)據(jù)為縱軸的圖譜信息；所述圖譜信息的處理過程如下:
[0018]先標(biāo)定光纖陀螺在固定位置下的的零偏值Bptl，采集光纖陀螺的輸出數(shù)據(jù)，從測(cè)試出第一個(gè)數(shù)據(jù)到測(cè)試數(shù)據(jù)值Bp，當(dāng)Bp與Bptl之差的絕對(duì)值不大于Bptl的百分之五時(shí)，Bp作為有效起始點(diǎn)，將此Bp值記為Bpl ；
[0019]如果其后連續(xù)K-1個(gè)數(shù)據(jù)值也都滿足此條件時(shí)，即滿足:
[0020]%時(shí)，其中i = 1，2……K ；K為采樣頻率；

pi)
[0021]則將假定有效起始點(diǎn)Bvl對(duì)應(yīng)的時(shí)間記為tp，，并將其定為該位置下的啟動(dòng)時(shí)間；
[0022]否則在新輸出的數(shù)據(jù)中，繼續(xù)確定滿足要求的假定有效起始點(diǎn)Bp，直至找到該位置下的啟動(dòng)時(shí)間％，為止；
[0023]分步驟3.2:根據(jù)光纖陀螺的測(cè)試要求，設(shè)定轉(zhuǎn)臺(tái)的下一固定位置，按照分步驟
3.1所述過程同樣操作并找到該次位置下的啟動(dòng)時(shí)間tp ;重復(fù)本分步驟，直至找到剩余需要固定位直的啟動(dòng)時(shí)間tp為止；
[0024]分步驟3.3:將需要固定位置的啟動(dòng)時(shí)間tp，中最大值定為光纖陀螺位置試驗(yàn)的啟動(dòng)時(shí)間tpQ ；
[0025]步驟4:確定光纖陀螺的啟動(dòng)時(shí)間
[0026]將分步驟2.3取得的角速率試驗(yàn)的啟動(dòng)時(shí)間tv(l和分步驟3.3取得位置試驗(yàn)的啟動(dòng)時(shí)間tp(l之中的最大值定為光纖陀螺的啟動(dòng)時(shí)間t
[0027]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比測(cè)試方法簡(jiǎn)單有效、并且實(shí)用，易于操作，具有較高的實(shí)用價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明的光纖陀螺原理圖；
[0029]圖2為本發(fā)明的光纖陀螺啟動(dòng)時(shí)間測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖1、2描述本發(fā)明的一種實(shí)施例。[0031]如圖1所示，光纖陀螺在通電狀態(tài)下，SLD光源產(chǎn)生光束，通過耦合器和Y波導(dǎo)分成兩束進(jìn)入光纖環(huán)后按順時(shí)針和逆時(shí)針方向傳播，當(dāng)光纖環(huán)隨載體運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生光程差。干涉后的光束經(jīng)過Y波導(dǎo)干涉并通過耦合器后，由探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路一路調(diào)制Y波導(dǎo)，另一路作為陀螺信號(hào)輸出。
[0032]如圖2所示，按照光纖陀螺啟動(dòng)時(shí)間的要求，搭建本發(fā)明的試驗(yàn)裝置，被測(cè)試的光纖陀螺I固定安裝于轉(zhuǎn)臺(tái)2后，接入用于采集光纖陀螺I輸出數(shù)據(jù)的光纖陀螺測(cè)試箱3，安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)2上的光纖陀螺I通過測(cè)試箱3與計(jì)算機(jī)4連接，同時(shí)計(jì)算機(jī)4直接連接轉(zhuǎn)臺(tái)2 ；通過轉(zhuǎn)臺(tái)2的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)光纖陀螺I的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)位置及轉(zhuǎn)動(dòng)角速率；計(jì)算機(jī)4用于控制光纖陀螺測(cè)試箱3工作，控制轉(zhuǎn)臺(tái)2轉(zhuǎn)動(dòng)，顯示光纖陀螺I輸出數(shù)據(jù)和控制光纖陀螺測(cè)試箱3通電時(shí)間的圖譜信息，計(jì)算處理光纖陀螺I的啟動(dòng)時(shí)間。
[0033]其中，1、光纖陀螺，用于被測(cè)試；2、轉(zhuǎn)臺(tái)，提供位置及速率測(cè)試的平臺(tái)；3、光纖陀螺測(cè)試箱，用于采集光纖陀螺數(shù)據(jù)；4、計(jì)算機(jī)，控制轉(zhuǎn)臺(tái)及光纖陀螺測(cè)試箱、進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，建立以光纖陀螺測(cè)試箱3通電時(shí)間為橫軸、光纖陀螺I輸出數(shù)據(jù)為縱軸的圖譜信息。
[0034]以下舉一實(shí)例進(jìn)行說明:
[0035]按照GJB2426A-2004光纖陀螺儀測(cè)試要求，光纖陀螺固定在轉(zhuǎn)臺(tái)工作面上可以選角速率試驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)V = 4° /s、V = 40° /s、V = 400° /s ;選位置試驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)P = 0° > P= 90°、P = 180°、P = 270° (即光纖陀螺的位置以轉(zhuǎn)臺(tái)垂直軸線依次旋轉(zhuǎn)0°、90°、180°、270° )進(jìn)行測(cè)試，
[0036]試驗(yàn)中以每50ms采集一次數(shù)據(jù)，即采樣頻率為K = 20。
[0037]通過步驟2找出對(duì)應(yīng)角速率點(diǎn)(V = 4° /S、V = 40° /s、V = 400° /s)的啟動(dòng)時(shí)間tvl = 2850ms、tv2 = 2350ms、tv3 = 2800ms,選取啟動(dòng)時(shí)間tvl、tv2、tv3中最大的作為速率試驗(yàn)的啟動(dòng)時(shí)間tv(l = 2850ms。
[0038]通過步驟3找出位置試驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)(P = 0°、P = 90°、P = 180°、P = 270° )的啟動(dòng)時(shí)間 tpl = 2700ms、tp2 = 2650ms、tp3 = 2450ms、tp4 = 2900ms,選取啟動(dòng)時(shí)間 tpl、tp2、tp3> tp4中最大的作為位置試驗(yàn)的啟動(dòng)時(shí)間tp(l = 2900ms。
[0039]按照步驟4最終選擇在分步驟2.3取得的角速率試驗(yàn)的啟動(dòng)時(shí)間tv(l = 2850ms和分步驟3.3取得位置試驗(yàn)的啟動(dòng)時(shí)間tp(l = 2900ms中，選取其中最大值tp(l定為光纖陀螺I的啟動(dòng)時(shí)間t = 2900msο
[0040]此裝置已在某光纖陀螺上進(jìn)行測(cè)試，實(shí)測(cè)啟動(dòng)時(shí)間約3秒，并得到某航姿系統(tǒng)的認(rèn)可，完全能滿足武器系統(tǒng)或機(jī)載設(shè)備的要求。
[0041]上述實(shí)施例，只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來限制本發(fā)明實(shí)施范圍，故凡以本發(fā)明權(quán)利要求所述內(nèi)容所做的等效變化，均應(yīng)包括在本發(fā)明權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)量光纖陀螺啟動(dòng)時(shí)間的裝置，其特征在于:被測(cè)試的光纖陀螺(I)固定安裝于轉(zhuǎn)臺(tái)(2)后，接入用于采集光纖陀螺(I)輸出數(shù)據(jù)的光纖陀螺測(cè)試箱(3)，安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)(2)上的光纖陀螺(I)通過光纖陀螺測(cè)試箱(3)與計(jì)算機(jī)(4)連接，同時(shí)計(jì)算機(jī)(4)直接連接轉(zhuǎn)臺(tái)(2);通過轉(zhuǎn)臺(tái)(2)的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)光纖陀螺(I)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)位置及轉(zhuǎn)動(dòng)角速率；計(jì)算機(jī)(4)用于控制光纖陀螺測(cè)試箱(3)工作，控制轉(zhuǎn)臺(tái)(2)轉(zhuǎn)動(dòng)，顯示光纖陀螺(I)輸出數(shù)據(jù)和控制光纖陀螺測(cè)試箱(3)通電時(shí)間的圖譜信息，計(jì)算處理光纖陀螺(I)的啟動(dòng)時(shí)間。
2.一種測(cè)量光纖陀螺啟動(dòng)時(shí)間的方法，其特征在于包括下述步驟: 步驟1:將光纖陀螺(I)安裝于如權(quán)利要求1所述的裝置內(nèi):被測(cè)試的光纖陀螺(I)固定安裝于轉(zhuǎn)臺(tái)(2)后，接入用于采集光纖陀螺(I)輸出數(shù)據(jù)的光纖陀螺測(cè)試箱(3)，光纖陀螺(I)通過光纖陀螺測(cè)試箱(3)與計(jì)算機(jī)(4)連接，同時(shí)計(jì)算機(jī)(4)直接連接轉(zhuǎn)臺(tái)(2)，通電后，以下步驟均在計(jì)算機(jī)(4)的控制之下完成； 步驟2:測(cè)試光纖陀螺(I)角速率試驗(yàn)的啟動(dòng)時(shí)間 分步驟2.1:根據(jù)光纖陀螺的測(cè)試要求，設(shè)定轉(zhuǎn)臺(tái)(2)第一次轉(zhuǎn)動(dòng)的角速率，將轉(zhuǎn)臺(tái)(2)達(dá)到該次轉(zhuǎn)動(dòng)角速率后再啟動(dòng)光纖陀螺測(cè)試箱(3)來采集光纖陀螺(I)的輸出數(shù)據(jù)，并傳輸給計(jì)算機(jī)(4)，通過計(jì)算機(jī)(4)建立光纖陀螺測(cè)試箱(3)的通電時(shí)間為橫軸、光纖陀螺(I)的輸出數(shù)據(jù)為縱軸的圖譜信息；所述圖譜信息的處理過程如下: 先標(biāo)定光纖陀螺(I)在第一次轉(zhuǎn)動(dòng)角速率下的輸出值Bvtl,米集光纖陀螺(I)的輸出數(shù)據(jù)，從測(cè)試出第一個(gè)數(shù)據(jù)到測(cè)試數(shù)據(jù)值Bv，當(dāng)Bv與Bvtl之差的絕對(duì)值不大于Bvtl的百分之五時(shí)，Bv作為假定有效起始點(diǎn)，將此Bv值記為Bvl ； 如果其后連續(xù)K-1個(gè)數(shù)據(jù)值也都滿足此條件時(shí)，即滿足:
【文檔編號(hào)】G01C25/00GK103983279SQ201410211604
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】畢軍利, 楊鵬 申請(qǐng)人:陜西寶成航空儀表有限責(zé)任公司