專利名稱：光纖陀螺軸向磁場(chǎng)靈敏度的補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖陀螺軸向磁場(chǎng)靈敏度的補(bǔ)償方法。
背景技術(shù)：
光纖陀螺由于對(duì)外界磁場(chǎng)敏感會(huì)引起輸出零位偏移尤其是軸向磁場(chǎng)的影響，使得 光纖陀螺難以在慣性導(dǎo)航領(lǐng)域發(fā)揮作用，國內(nèi)外普遍認(rèn)為采用磁屏蔽可以有效減少光纖陀 螺磁場(chǎng)敏感，但是采用磁屏蔽技術(shù)在一定程度上增加了陀螺的重量且磁屏蔽材料的選取也 比較苛刻，不利于發(fā)揮光纖陀螺低成本的優(yōu)勢(shì)。另外國內(nèi)外普遍認(rèn)同并有相應(yīng)文獻(xiàn)資料表明，外界軸向磁場(chǎng)引起的光纖陀螺零位 偏移和軸向磁場(chǎng)的大小成正比即Ωβ = KB，這使得補(bǔ)償算法相對(duì)簡單。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是根據(jù)軸向磁場(chǎng)與光纖陀螺零位偏移的線性關(guān)系提供一種簡單易 行的光纖陀螺軸向磁場(chǎng)靈敏度的補(bǔ)償方法。本發(fā)明的光纖陀螺軸向磁場(chǎng)靈敏度的補(bǔ)償方法，包括以下步驟1)將光纖陀螺垂直放置，在X-Y-Z坐標(biāo)系中保證光纖陀螺的敏感軸平行于Z軸，在 光纖陀螺敏感環(huán)的上表面放置第一霍爾傳感器和第二霍爾傳感器，使第一霍爾傳感器的磁 敏感正方向與Z軸的方向相同，第二霍爾傳感器的磁敏感正方向與Z軸的方向相反；2)利用第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別將第一霍爾傳感器和第二霍爾傳 感器的輸出模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)B3和B4，利用與第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器 輸出端相連的CPU處理單元按式(1)、式(2)、式(3)分別計(jì)算出外界磁場(chǎng)B、磁場(chǎng)引起的光 纖陀螺零位偏移量ΩΒ和補(bǔ)償后的光纖陀螺輸出角速度Ω8，B = Β3-Β4 --------(1)Ω β = KB--------(2)Ω5 = Ω-Ωβ --------(3)式中Κ為光纖陀螺軸向磁場(chǎng)敏感因子，Ω未經(jīng)補(bǔ)償?shù)墓饫w陀螺輸出角速度。對(duì)于已繞制成的光纖陀螺敏感環(huán)，光纖陀螺軸向磁場(chǎng)敏感因子K是確定的，可以 通過測(cè)試光纖陀螺在不同外加軸向磁場(chǎng)環(huán)境下的零位偏移量ΩΒ計(jì)算得出。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是方法簡單易實(shí)現(xiàn)，可以有效地消除軸向磁場(chǎng)對(duì)光纖陀螺的影響， 并且沒有額外的增加光纖陀螺的重量和成本。


圖1為光纖陀螺軸向磁場(chǎng)靈敏度補(bǔ)償方法的示意圖；圖2為需補(bǔ)償?shù)墓饫w陀螺軸向磁場(chǎng)大小和該光纖陀螺零位偏移的線性關(guān)系示意 圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。參照?qǐng)D1，本發(fā)明的光纖陀螺軸向磁場(chǎng)靈敏度的補(bǔ)償方法，包括以下步驟1)將光纖陀螺垂直放置，在X-Y-Z坐標(biāo)系中保證光纖陀螺的敏感軸平行于Z軸，在 光纖陀螺敏感環(huán)的上表面3放置第一霍爾傳感器1和第二霍爾傳感器2，使第一霍爾傳感 器1的磁敏感正方向與Z軸的方向相同，第二霍爾傳感器2的磁敏感正方向與Z軸的方向 相反；2)利用第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器4和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器5分別將第一霍爾傳感器1和第二霍 爾傳感器2的輸出模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)B3和B4，利用與第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器4和第二模數(shù) 轉(zhuǎn)換器5輸出端相連的CPU處理單元6按式(1)、式(2)、式(3)分別計(jì)算出外界磁場(chǎng)B、磁 場(chǎng)引起的光纖陀螺零位偏移量ΩΒ和補(bǔ)償后的光纖陀螺輸出角速度Ω8，B = Β3-Β4 --------(1)ΩΒ = KB -------(2)Ω5 = Ω - Ω β--------(3)式中Κ為光纖陀螺軸向磁場(chǎng)敏感因子，Ω未經(jīng)補(bǔ)償?shù)墓饫w陀螺輸出角速度。對(duì)于已繞制成的光纖陀螺敏感環(huán)，光纖陀螺軸向磁場(chǎng)敏感因子K是確定的，可以 通過測(cè)試光纖陀螺在不同外加軸向磁場(chǎng)B下的零位偏移量ΩΒ計(jì)算得出，K = Ωβ/Β。圖2 所示為某型號(hào)光纖陀螺軸向磁場(chǎng)大小和該光纖陀螺零位偏移的線性關(guān)系。
權(quán)利要求
光纖陀螺軸向磁場(chǎng)靈敏度的補(bǔ)償方法，包括以下步驟1)將光纖陀螺垂直放置，在X Y Z坐標(biāo)系中保證光纖陀螺的敏感軸平行于Z軸，在光纖陀螺敏感環(huán)的上表面(3)放置第一霍爾傳感器(1)和第二霍爾傳感器(2)，使第一霍爾傳感器(1)的磁敏感正方向與Z軸的方向相同，第二霍爾傳感器(2)的磁敏感正方向與Z軸的方向相反；2)利用第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)分別將第一霍爾傳感器(1)和第二霍爾傳感器(2)的輸出模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)B3和B4，利用與第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)輸出端相連的CPU處理單元(6)按式(1)、式(2)、式(3)分別計(jì)算出外界磁場(chǎng)B、磁場(chǎng)引起的光纖陀螺零位偏移量ΩB和補(bǔ)償后的光纖陀螺輸出角速度ΩS，B＝B3 B4 (1)ΩB＝KB (2)ΩS＝Ω ΩB (3)式中K為光纖陀螺軸向磁場(chǎng)敏感因子，Ω未經(jīng)補(bǔ)償?shù)墓饫w陀螺輸出角速度。
全文摘要
本發(fā)明的光纖陀螺軸向磁場(chǎng)靈敏度的補(bǔ)償方法，將光纖陀螺垂直放置，保證光纖陀螺的敏感軸平行于X-Y-Z坐標(biāo)系中的Z軸，在光纖陀螺敏感環(huán)的上表面放置兩個(gè)霍爾傳感器，使第一霍爾傳感器的磁敏感正方向與Z軸的方向相同，第二霍爾傳感器的磁敏感正方向與Z軸的方向相反；利用兩個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別將兩個(gè)霍爾傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)B3和B4，利用與兩個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出端相連的CPU處理單元按式B＝B3-B4、ΩB＝KB、ΩS＝Ω-ΩB計(jì)算出外界磁場(chǎng)B、磁場(chǎng)引起的光纖陀螺零位偏移量ΩB和補(bǔ)償后的光纖陀螺輸出角速度ΩS，式中K為光纖陀螺軸向磁場(chǎng)敏感因子，Ω未經(jīng)補(bǔ)償?shù)墓饫w陀螺輸出角速度。本發(fā)明方法簡單，可消除軸向磁場(chǎng)對(duì)光纖陀螺的影響。
文檔編號(hào)G01C25/00GK101922942SQ20101022863
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者劉承, 孫麗艷, 張登偉, 舒曉武 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)