[发明专利]一种用于核磁共振陀螺仪的分时磁补偿方法

权利要求书

1.一种用于核磁共振陀螺仪的分时磁补偿方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤(一)：对核磁共振陀螺仪工作环境的外界磁场进行磁屏蔽；

步骤(二)：当核磁共振陀螺仪达到工作温度后，使加热功率P从[0,P1]以0.1的步距均匀取值，在每个加热功率下对陀螺仪三个轴进行磁场补偿，得到每个加热功率对应的陀螺仪三个轴的磁场补偿参数BP，所述[0,P1]为使陀螺仪工作温度稳定的加热功率范围，其中加热功率为0时陀螺仪三个轴的磁场补偿参数B0；所述磁场包括加热磁场和磁屏蔽后的剩余磁场；

步骤(三)：核磁共振陀螺仪实际工作时，控制器通过PWM脉冲信号发生器控制加热装置以使陀螺仪温度稳定，在每一个PWM脉冲时间段内，计算加热功率，然后根据步骤(二)选择加热功率对应的陀螺仪三个轴的磁场补偿参数，根据磁场补偿参数利用磁场补偿系统对陀螺仪三个轴进行磁场补偿，从而实现核磁共振陀螺仪磁场的分时补偿。

2.根据权利要求1所述的一种用于核磁共振陀螺仪的分时磁补偿方法，其特征在于：所述步骤(三)中在每一个PWM脉冲时间段内，计算加热功率，然后根据步骤(二)选择加热功率对应的陀螺仪三个轴的磁场补偿参数的实现方式为：

(2.1)当PWM脉冲为加热脉冲时，计算该脉冲时间段初始时刻的加热功率作为该脉冲时间段内的加热功率P，然后根据步骤(二)选择对应的陀螺仪三个轴的磁场补偿参数BP；

(2.2)当PWM脉冲为非加热脉冲时，该脉冲时间段内加热功率为0，选择陀螺仪三个轴的磁场补偿参数B0。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于核磁共振陀螺仪的分时磁补偿方法，其特征在于：所述步骤(二)中，在每个加热功率下对陀螺仪三个轴进行磁场补偿，得到每个加热功率对应的陀螺仪三个轴的磁场补偿参数的方法如下：

(3.1)在每个加热功率下，在陀螺仪X轴上施加频率为f、幅度为A、零点偏移量为0V的锯齿波，将该锯齿波和该锯齿波的触发信号同时接入示波器，调整零点偏移量使该锯齿波的峰尖处于触发信号的1/2周期处，记录此时的零点偏移量；

(3.2)使X轴通过直流输出步骤(3.1)的零点偏移量，对Y轴施加频率为f、幅度为A、零点偏移量为0V的锯齿波，将该锯齿波和该锯齿波的触发信号同时接入示波器，调整零点偏移量使该锯齿波的峰尖处于触发信号的1/2周期处，记录此时的零点偏移量；

(3.3)使Y轴通过直流输出步骤(3.2)的零点偏移量，然后再在X轴或Y轴上施加1V的直流电压，对Z轴施加频率为f、幅度为A、零点偏移量为0V的锯齿波，将该锯齿波和该锯齿波的触发信号同时接入示波器，调整零点偏移量使该锯齿波的峰尖处于触发信号的1/2周期处，记录此时的零点偏移量；

(3.4)重复步骤(3.1)—(3.3)，其中每个轴施加的锯齿波的零点偏移量均为上一次该轴计算得到的零点偏移量，直到三个轴的零点偏移量均不用调节即能使所施加锯齿波的峰尖处于触发信号的1/2周期处，陀螺仪三个轴磁场补偿完毕，此时每个轴施加的锯齿波的频率、幅度和零点偏移量即为该轴的磁场补偿参数，从而得到该加热功率下陀螺仪三个轴的磁场补偿参数。

4.根据权利要求1所述的一种用于核磁共振陀螺仪的分时磁补偿方法，其特征在于：所述磁场补偿系统包括功率计算装置、磁场补偿控制器、信号发生器和三轴磁场线圈，所述三轴磁场线圈的三个轴与核磁共振陀螺仪的三个轴在同一个坐标系内；

功率计算装置接收PWM脉冲信号发生器产生的脉冲信号，实时计算脉冲信号对应的加热功率P，其中非加热脉冲时间段的加热功率为0，有效加热脉冲时间段的加热功率为初始时刻的加热功率，将计算得到的加热功率P输出给磁场补偿控制器；

磁场补偿控制器根据加热功率P选择对应的陀螺仪三个轴的磁场补偿参数输出给信号发生器；

信号发生器将陀螺仪三个轴的磁场补偿参数转换为三个轴的磁补偿信号输出给三轴磁场线圈；

三轴磁场线圈根据接收的三个轴的磁补偿信号，分别在三个轴上产生锯齿波信号，每个轴的锯齿波信号输出给核磁共振陀螺仪的对应轴。