[发明专利]一种高精度测角装置及其安装标定方法

说明书

本发明属于高精度测角技术，涉及一种基于空间四频差动激光陀螺的测角装置及其安装与标定方法。所述测角装置包括空间四频差动激光陀螺及其控制电路、高速控制及采集电路、计算机，其中，激光陀螺通过过渡板设置在待测转轴上，同时激光陀螺通过其控制电路连接超高速采样电路，超高速采样电路连接计算机。本发明对投影到陀螺敏感轴上的角速度分量进行积分得到相应的转角信息，然后对该陀螺的刻度系数及惯性空间角速率在陀螺敏感轴上的分量进行标定，最后通过测量陀螺在待测转轴的转动过程中所输出的脉冲数计算出待测转轴所转过的角度。本发明安装简单，与被测转轴交联少，刻度系数可高度细分，测角精度高，动态范围大，对被测载体无反力矩作用，温度系数小，不影响被测载体的结构或组成，具有较佳的实际应用价值。

技术领域

本发明属于高精度动态测角技术，涉及一种基于空间四频差动激光陀螺的测角装置及其安装与标定方法。

背景技术

角度测量是几何量计量技术的重要组成部分，目前工业上主要存在以下几类测角方法：机械测角方法、电磁测角方法、光学测角方法以及光电测角方法。现有的高精度测角方法基本上都是基于光学方法或自准直仪将角度信息转换为长度信息，这些方法都要求与被测对象之间有极高精度的安装关系，且大多都需要预先安装，不易使用。

空间四频差动激光陀螺是一种高精度、全固态的惯性角速度传感器，它能够敏感投影到其敏感轴上的角速度分量，对该分量进行积分即可得到相应的转角信息。基于空间四频差动激光陀螺的测角装置与待测转轴之间的安装关系相对简单，便于使用，线性度好，能够达到0.1角秒的测角精度，是一种具有广阔应用前景的测角技术。

发明内容

本发明的目的是：提出了标度因数线性度和重复性好、测角精度高，基于空间四频差动激光陀螺的测角装置。

另外，本发明还提供一种基于该高精度测角装置的安装与标定方法。

本发明的技术方案是：一种基于空间四频差动激光陀螺的高精度测角装置，其包括空间四频差动激光陀螺及其控制电路、高速控制及采集电路、计算机，其中，所述空间四频差动激光陀螺通过过渡板设置在待测转轴上，同时空间四频差动激光陀螺通过其控制电路连接超高速采样电路，超高速采样电路连接计算机进行信号处理，所述空间四频差动激光陀螺的控制电路包括信号解调模块、引燃高压控制模块、光强放大模块、频率误差提取模块、对称放电控制模块、高精度稳频控制模块，其中，信号解调模块连接激光陀螺拍频信号输出镜与高速控制及采集电路之间，引燃高压模块连接激光陀螺阴极与高速控制及采集电路，光强放大模块和稳频误差提取模块并联设置在激光陀螺稳频信号输出镜与高速控制及采集电路之间，对称放电控制模块连接激光陀螺两个阳极与高速控制及采集电路，空间四频激光陀螺的PZT稳频组件经高精度稳频控制模块连接高速控制及采集电路。

所述对称放电控制模块包括采样电阻Rs1，MOS稳压管Q2，运算放大器OP2，采样电阻Rs2，运算放大器OP1，MOS稳压管Q1，采样电阻Rs3，其中，空间四频激光陀螺左侧阳极一路经串联的两个采样电阻Rs1、Rs2后经MOS稳压管Q2连接到空间四频激光陀螺右侧阳极，另一路直接连接到运算放大器OP2的负极，运算放大器OP2正极连接在采样电阻Rs2上，运算放大器OP2的输出连接到MOS稳压管Q2上，MOS稳压管Q1的漏极连接在两个采样电阻Rs1、Rs2之间，MOS稳压管Q1的栅极连接运算放大器OP1的输入，运算放大器OP1的正极接地，且运算放大器OP1负极和MOS稳压管Q1的源极连接采样电阻Rs3。

运算放大器OP2的输出与负极之间设置有电容。

运算放大器OP1的输出与负极之间设置反馈电阻。

安装底面的表面不平整度要求优于10^-4，空间四频差动激光陀螺的敏感轴与安装底面之间的夹角小于2角分。

引出线均采用0.12mm2的绕包线，电源采用线性电源，且信号线采用对称式信号形式。