[发明专利]一种半球谐振陀螺标度因数的补偿标定方法及装置

说明书

一种半球谐振陀螺标度因数的补偿标定装置，包括控制模块(6)、陀螺模块(8)、V/F模块(9)，其特征在于：包括补偿标定模块(7)；所述补偿标定模块(7)采用拟合方法将陀螺模块(8)的温度转换为陀螺模块(8)的频率；然后采用拟合方法建立陀螺标度因数与频率模型，计算标度因数信号；最后根据V/F模块(9)的脉冲信号和标度因数信号计算半球谐振陀螺的数字量信号；所述控制模块(6)用于采集陀螺模块(8)的温度信息，然后发送给补偿标定模块(7)。

技术领域

本发明涉及一种半球谐振陀螺标度因数的补偿标定方法及装置，可用来调整半球谐振陀螺标度因数的大小、改善标度因数的温度稳定性，属于惯性技术领域。

背景技术

半球谐振陀螺是一种高精度、高可靠、长寿命和耐辐射的惯性姿态敏感器，特别适合航天空间应用。近年来，随着半球谐振陀螺基础理论研究的深入，谐振子精密加工、装配工艺的成熟以及电路控制技术的进步，半球谐振陀螺正逐渐走向工程化应用。与此同时，半球谐振陀螺的工程化面临着一系列的工程技术问题，对产品的工程化设计提出了很大的挑战。

半球谐振陀螺的标度因数是一项非常重要的技术指标。从工程化应用的角度考虑，半球谐振陀螺标度因数的数值大小必须保持在合适的数值范围内，同时针对影响其数值波动的温度变化环境具有一定的免疫性，即在外界环境温度的变化中，半球谐振陀螺的标度因数依然能够保证其数值的稳定性。

现有的半球谐振陀螺标度因数的数值调整以及温度稳定性的控制，是通过调整V/F变换模块5中采样电阻的大小以及将陀螺表头模块4和V/F变换模块5进行温度控制来实现的。如图1所示，现有的半球谐振陀螺系统包括温控电路模块1、控制电路模块2、温控单元模块3组成。

半球谐振陀螺标度因数数值的大小是通过调节V/F变换模块5来实现的。由于V/F变换模块5具有较高的灵敏度，因此对采样电阻阻值的准确性要求特别严苛。由于实际电阻阻值规格的离散性，采用了图2所示的采样电阻的配置方式来保证采样电阻阻值的准确性，采样电阻R的阻值为：

在实际的调试过程中第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3阻值的搭配以及计算过程比较复杂，且配调过程需要不断反复迭代。

半球谐振陀螺标度因数的温度稳定性是通过图1中的温控电路模块1和温控单元模块3来实现。温控电路模块1用来提供和保证陀螺表头模块4和V/F变换模块5所需的稳定的环境温度。这种方式在系统硬件上额外增加了电路开支，造成了系统体积和功耗的增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种半球谐振陀螺标度因数的补偿标定方法及装置，采用补偿标定方法替代现有技术中调节V/F变换模块中采样电阻阻值以及温度控制方法，实现了半球谐振陀螺标度因数数值大小的调整和温度稳定性的控制。本发明简单、可靠、实时，在不增加系统功耗和体积的情况下，显著改善了陀螺标度因数的温度稳定性以及数值大小调整的便易性。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种半球谐振陀螺标度因数的补偿标定装置，包括控制模块、陀螺模块、V/F模块，包括补偿标定模块；

所述补偿标定模块采用拟合方法将陀螺模块的温度转换为陀螺模块的频率；然后采用拟合方法建立陀螺标度因数与频率模型，计算标度因数信号；最后根据V/F模块的脉冲信号和标度因数信号计算半球谐振陀螺的数字量信号；

所述控制模块用于采集陀螺模块的温度信息，然后发送给补偿标定模块。

上述半球谐振陀螺标度因数的补偿标定装置，所述补偿标定模块包括温度-频率变换子模块、标度因数温度建模子模块、标度因数比例调整子模块、脉冲计数子模块和乘法器子模块；