[发明专利]一种双光纤陀螺带宽测试系统及测试方法

说明书

本发明提供了一种双光纤陀螺带宽测试系统及测试方法，针对低带宽待测陀螺，利用高带宽基准陀螺，搭建一种双光纤陀螺带宽测试系统，将基准陀螺的输出信号作为待测陀螺的输入信号，对待测陀螺的输入信号和输出信号分别进行正弦曲线拟合，获得输入信号和输出信号在各个频率下的幅值，再利用不同测试频率下待测陀螺输入信号和输出信号的幅值比，得到各测试频率下对应的幅值增益；根据待测陀螺的传递函数公式得到的幅频特性公式，结合得到的各测试频率下对应的幅值增益，利用最小二乘法拟合获得待测陀螺的时间常数，最后根据光纤陀螺的带宽公式，代入时间常数T即获得光纤陀螺的带宽。该系统对低带宽光纤陀螺实现了快速有效的带宽测试。

技术领域

本发明属于仪表测试技术领域，特别涉及一种双光纤陀螺带宽测试系统及测试方法，利用该测试系统及测试方法能够准确快速地实现低带宽光纤陀螺的带宽测试。

背景技术

光纤陀螺(FOG)作为新一代惯性仪表，具有全固态设计、结构简单、动态范围大、可靠性高等优点，已经广泛应用在惯性导航系统中。频带宽度是光纤陀螺设计的重要指标，反映了陀螺的动态性能，同时成为影响惯性系统精度的一项重要指标，要对其进行快速准确测量。目前，光纤陀螺的带宽测试方法主要有传统角振动台、基于等效角振动、基于模型仿真等方法。常规角振动台的最高角振动频率一般为200Hz～300Hz，输出相对较低，仅满足低带宽光纤陀螺测试。对于大带宽光纤陀螺，可采用基于等效角振动、基于模型仿真等新方法，但需开放陀螺电路或软件。

由上述可知，低带宽光纤陀螺可选择传统角振台的方法，操作简单快捷。此时，低带宽光纤陀螺的运动信号可通过大带宽角速度或加速度传感器获得以作为陀螺的输入信号，与光纤陀螺的输出信号，一起经同步快采测试模块发送至上位机，经同步采集软件，监测并保存传感器及光纤陀螺的输出数据。同步快采测试模块和同步采集软件，兼顾性差，且适用于特定协议的光纤陀螺。对于新协议光纤陀螺，需要更改同步快采测试模块中的硬件电路，需要更改同步采集软件中的代码，实现同步快采功能，所需周期长。

因此，有必要提供一种适用于低带宽光纤陀螺带宽测试的新方法，在不投产测试模块、不增加新测试软件的条件下实施光纤陀螺带宽的快速准确测试。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种双光纤陀螺带宽测试系统及测试方法，针对带宽相对较低的光纤陀螺，即待测陀螺，利用带宽相对较高的光纤陀螺，即基准陀螺，搭建一种双光纤陀螺带宽测试系统，将基准陀螺的输出信号作为待测陀螺的输入信号，对待测陀螺的输入信号和输出信号分别进行正弦曲线拟合，利用最小二乘法获得输入信号和输出信号在各个频率下的幅值，再利用不同测试频率下待测陀螺输入信号和输出信号的幅值比，得到各测试频率下对应的幅值增益G；同时，根据待测陀螺的传递函数公式得到的幅频特性公式，结合得到的各测试频率下对应的幅值增益G，利用最小二乘法拟合获得待测陀螺的时间常数T，最后根据光纤陀螺的带宽公式，代入时间常数T即获得光纤陀螺的带宽。该测试系统及测试方法，在不投产测试模块、不增加新测试软件的条件下对低带宽光纤陀螺实现了快速有效的带宽测试，从而完成本发明。

本发明提供的技术方案如下：

第一方面，一种双光纤陀螺带宽测试系统，包括基准测试通道、待测测试通道、控制机柜、角振动台和计算机；

所述基准测试通道包括基准陀螺、基准测试线缆、基准电源箱以及基准采集软件，利用基准测试线缆将基准陀螺与基准电源箱和运行基准采集软件的计算机电气连接，实施对基准陀螺的供电及数据采集；所述待测测试通道包括待测陀螺、待测线缆、待测电源箱以及待测采集软件；利用测试线缆将待测陀螺与待测电源箱和运行待测采集软件的计算机电气连接，实施对待测陀螺的供电及数据采集；

所述控制机柜与角振动台电气连接，用于输出特定频率、幅值、相位的正弦振动曲线，实施对角振动台运动状态的控制；所述基准陀螺和待测陀螺刚性固定在角振动台上，且两陀螺的敏感轴与角振动台的敏感轴平行；