[实用新型]角速率陀螺

说明书

技术领域

本实用新型是关于航空、航天、航海等部门的惯性测量技术，具体涉及一种角速率陀螺。

背景技术

在航空、航天、航海等行业领域中，过去普遍使用机械式的角速率陀螺，如液浮角速率陀螺、挠性有旋转马达的角速率陀螺等，这些角速率陀螺在实际应用中存在体积大、价格昂贵、易损坏的缺点。目前，随着电子技术的进步，人们研发了许多微机械—电子系统的角速率陀螺，如开环角速率陀螺等。但这类角速率陀螺的输出受技术和成本影响，有的角速率陀螺的零位偏差没有经过补偿，且输出电压受温度的影响很大，其输出结果有较大误差，如果直接采用改角速率陀螺的输出数据，则不能真实地反应载体的运动，从而会对用户载体的运动监测及控制产生重大影响。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术的不足，提供了一种测试精度高的角速率陀螺。

本实用新型的技术方案是：

一种角速率陀螺，其特征在于，包括一角速率传感器、一温度传感器、一DSP处理器和一输出模块，其中，角速率传感器用于采集载体的角速率信号，该角速率信号通过A/D转换电路输送到DSP处理器，同时温度传感器用于采集载体的环境温度信号，该温度信号通过A/D转换电路也被输送到DSP处理器，DSP处理器对上述采集到的数字信号进行补偿运算得到精确的角速率数据，DSP处理器连接所述输出模块，DSP处理器的角速率数据通过上述输出模块传送到用户计算机上。

所述DSP数字处理器与输出模块之间设有一D/A转换电路，该D/A转换电路用于将数字信号转换为模拟信号。

在所述DSP数字处理器和输出模块之间设置一低通滤波器，该滤波器用于对角速率数据信息进行滤波处理。

所述DSP数字处理器包括一存储器，该存储器用于存储上述载体的角速率信息和温度信息。

在角速率传感器和A/D转换电路之间设置一反别名滤波器，该反别名滤波器的频率带宽为采样频率带宽的1/4。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型可以针对角速率传感器的系统零位偏差、偏差温度灵敏度、比例因子、比例因子温度灵敏度等系统特性，进行补偿，从而提高测试精度。

2、本实用新型角速率陀螺内部设置一个温度传感器，用来根据精确的温度补偿列表来修正对外界的测量。可在—40℃到+85℃范围内检测和实现对零点和比例因子的漂移以及温度引起的机械结构变化导致的不对齐进行补偿。

3、本实用新型测得的角速率数据精度可与硅微角速率陀螺产品相比，而价格却比硅微角速率陀螺低很多。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

本实用新型包括：角速率传感器芯片、温度传感器芯片、A/D转换电路、DSP处理器芯片以及D/A转换电路和输出接口。

角速率传感器对载体的角速率数据进行采集，并传输到A/D转换电路；

因为A/D转换电路输出角速率传感器的采样数据流。为了要避免输出的别名，使用一个频率为采样频率带宽的1/4的模拟滤波器。在反别名滤波后，立刻执行A/D转换，因为这就可减少系统的噪声并且增加了稳定性。采样频率大约为1000Hz，是角速率传感器带宽的4倍。A/D转换电路将角速率传感器的采样数据流转换为数字信号后送入DSP处理器。

同时，温度传感器用于采集载体的环境温度信号，该温度信号通过A/D转换电路也被输送到DSP处理器。

DSP处理器根据系统零位偏差、偏差温度灵敏度、比例因子、比例因子温度灵敏度等系统特性，导入试验参数和经验曲线进行补偿计算，得到精确的角速率数据。

为了防止由惯性器件的自振，激振和其他原因产生的高频噪声。DSP处理器连接一低通滤波器，该滤波器的带宽是100Hz，可满足大多数惯性应用。

本实用新型可通过输出模块连接到计算机、工控机等用户设备，实时输出导航定位信息和时间信息。但相应的结构也可是PCI或其他形式的接口。

本实用新型的实施过程如下：

1.首先角速率传感器芯片采集角速率数据并传输给A/D转换电路。

2.A/D电路将其转换为数字信号后送入DSP处理器，处理器再根据EEPROM中存储的试验参数和温度信息根据导入的经验曲线和补偿算法软件进行系统补偿，得到高精度的角速率数据。

3.最后角速率数据信息经D/A转换电路转换为+/—5V的模拟电压输出，提供客户使用。

以上通过详细实施例描述了本实用新型所提供的角速率陀螺，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明创造实质的范围内，可以对本实用新型做一定的变形或修改。