[发明专利]一种基于光纤陀螺的转台校准装置及校准方法

说明书

本发明公开了一种基于光纤陀螺的转台校准装置及校准方法。校准装置包括装置底座，光纤陀螺，锂电池组，带WIFI数据发送功能的数据采集板，装置顶盖，锂电池组管理模块。将该校准装置安装在被校准转台上，结合校准方法即可实现对转台角位置误差和角速率误差的校准。本发明不但解决了现有的校准方法中存在的校准结果不够全面，说服力不强，校准操作复杂等问题，而且实现了转台角位置和角速率的一体化校准。此外，校准装置小巧轻便，可以很方便地送至计量检定机构进行对应的量值溯源乃至计量建标，之后便可以将其作为标准的校准装置来对其它的转台的误差进行校准，有效地解决了量值传递体系中对应的量值传递与溯源的问题，具有很高的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种基于光纤陀螺的转台校准装置及校准方法。

背景技术

转台作为惯性测量领域常用的设备，已经被广泛应用于惯性传感器的标定和校准。因此，被标定和校准的惯性传感器的性能参数和指标与转台自身的性能参数和指标密切相关，其中，转台的角位置误差和角速率误差是最重要的两项指标。

在《GJB1801-93惯性技术测试设备主要性能试验方法》中，对转台的各项参数及测试方法进行了介绍。其中，对于转台的角位置的测试和校准中，是采用光电自准直仪和多面棱体实现对转台角位置的校准，该方法的校准精度与自准直仪和多面棱体的安装直接相关，因此对操作人员的专业程度和仪器的安装都有严格的要求。更重要的是，在一整周的校准过程中，使用的多面棱体的面数直接决定了可以实现的测量位置点数(如对于24面棱体，在一整周内只能实现对转台的24个角位置点进行校准)。这种方法会因为校准的位置点数太少而使得校准结果不够全面，校准结果在一定程度上也缺乏说服力。而对于角速率的测量，则采用数字频率计或转台自身的时基作为时间基准，转台自身的角位置测量系统输出的角位置作为角度基准来得到角速度，这种方法没有利用其它更高精度的设备来对转台的角速率进行测量，而是利用转台自身实现的自测量，得到的测量结果更加缺乏说服力。很明显，按照《GJB1801-93惯性技术测试设备主要性能试验方法》中所述，现有的针对转台的角位置和角速率的测量和校准方法具有一定的缺陷和不合理性。

光纤陀螺作为新型的全固态角速度传感器，在角速度的测量上具有独得的优势，且经过适当的处理之后即可得到角度信息，因此，利用光纤陀螺可以实现角度和角速度的一体化测量。

发明内容

为了克服现有的测试方法的不足，本发明设计了一种基于光纤陀螺的转台校准装置及校准方法。

一种基于光纤陀螺的转台校准装置，包括装置底座、光纤陀螺、锂电池组、带WIFI数据发送功能的数据采集板、装置顶盖、锂电池组管理模块；光纤陀螺和锂电池组安装在装置底座上，其中光纤陀螺位于装置底座的正中心位置，锂电池组均匀分布在光纤陀螺的四周，带WIFI数据发送功能的数据采集板和锂电池组管理模块安装在装置顶盖上，其中带WIFI数据发送功能的数据采集板位于装置顶盖的正中心位置，锂电池组管理模块均匀分布在装置顶盖的四个角上，锂电池组管理模块和锂电池组组成整个装置的电源模块，给整个装置供电，带WIFI数据发送功能的数据采集板与光纤陀螺相连，携带光纤陀螺的数据信息的WIFI传输信号与带WIFI连接和数据接收功能的计算机相连。

一种采用所述的基于光纤陀螺的转台校准装置的校准方法，步骤如下：

1.1)将基于光纤陀螺的转台校准装置安装在被校准转台上，设定校准过程中光纤陀螺的标度因数为K，控制被校准转台回到绝对零位处，并设计好校准过程中转台需校准的位置点数N；

1.2)控制被校准转台从绝对零位处转动到角位置θ_i，θ_i＝360°/N*i,i＝1,2,3…,N，录下此时基于光纤陀螺的转台校准装置测得的角度值，记为θ_{FOG_i}，并控制被校准转台再次回到绝对零位处；