動(dòng)力調(diào)諧陀螺測斜儀的標(biāo)定補(bǔ)償模型的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)力調(diào)諧陀螺測斜儀的標(biāo)定補(bǔ)償模型，該模型包括三個(gè)加速計(jì)、一個(gè)兩軸的動(dòng)力調(diào)諧陀螺以及機(jī)械骨架；兩軸的動(dòng)力調(diào)諧陀螺以及三個(gè)加速計(jì)依次設(shè)置在機(jī)械骨架上；三個(gè)加速計(jì)相互正交設(shè)置在機(jī)械骨架上。本實(shí)用新型提供了一種可簡化標(biāo)定方法、降低機(jī)械加工精度以及提高陀螺測斜儀精度的動(dòng)力調(diào)諧陀螺測斜儀的標(biāo)定補(bǔ)償模型。
【專利說明】 動(dòng)力調(diào)諧陀螺測斜儀的標(biāo)定補(bǔ)償模型
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)力調(diào)諧陀螺測斜儀的標(biāo)定補(bǔ)償模型。
【背景技術(shù)】
[0002]動(dòng)力調(diào)諧陀螺是一種雙自由度的陀螺儀，由于其精度、體積和可靠性廣泛應(yīng)用與石油測井行業(yè)，但在實(shí)際應(yīng)用中，動(dòng)力調(diào)諧陀螺存在靜態(tài)偏移誤差、隨機(jī)偏移誤差和溫度偏移誤差，靜態(tài)偏移誤差和溫度偏移誤差是石油測井行業(yè)高溫高壓作業(yè)主要的誤差來源，選擇合理的補(bǔ)償方法和補(bǔ)償模型，可以簡化標(biāo)定流程，降低儀器加工難度，提高儀器測量精度。
[0003]目前動(dòng)力調(diào)諧陀螺測斜儀的靜態(tài)偏移系數(shù)的求解有多種方法，傳統(tǒng)的八位置標(biāo)定方法、十位置標(biāo)定方法、最優(yōu)八位置標(biāo)定方法和二十四位置標(biāo)定方法。這些方法對(duì)機(jī)械加工精度有很高要求，而且整個(gè)標(biāo)定過程運(yùn)算繁瑣，標(biāo)定周期長，給測斜儀高溫標(biāo)定帶來諸多不便。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了解決【背景技術(shù)】中存在的上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種可簡化標(biāo)定方法、降低機(jī)械加工精度以及提高陀螺測斜儀精度的動(dòng)力調(diào)諧陀螺測斜儀的標(biāo)定補(bǔ)償模型。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:本實(shí)用新型提供了一種動(dòng)力調(diào)諧陀螺測斜儀的標(biāo)定補(bǔ)償模型，其特殊之處在于:所述標(biāo)定補(bǔ)償模型包括三個(gè)加速計(jì)、一個(gè)兩軸的動(dòng)力調(diào)諧陀螺以及機(jī)械骨架；所述兩軸的動(dòng)力調(diào)諧陀螺以及三個(gè)加速計(jì)依次設(shè)置在機(jī)械骨架上；所述三個(gè)加速計(jì)相互正交設(shè)置在機(jī)械骨架上。
[0006]上述標(biāo)定補(bǔ)償模型還包括三軸轉(zhuǎn)臺(tái)；所述機(jī)械骨架置于三軸轉(zhuǎn)臺(tái)上。
[0007]上述標(biāo)定補(bǔ)償模型還包括分別與加速計(jì)以及動(dòng)力調(diào)諧陀螺相連的數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)。
[0008]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0009]本實(shí)用新型提供了一種動(dòng)力調(diào)諧陀螺測斜儀的標(biāo)定補(bǔ)償模型，該模型采用的結(jié)構(gòu)是捷聯(lián)式機(jī)械編排，包括一個(gè)雙軸動(dòng)力調(diào)諧式撓性陀螺和三個(gè)石英撓性加速度計(jì)，安裝在機(jī)械骨架上，組成慣性測量組件。本實(shí)用新型用于撓性陀螺測斜儀的標(biāo)定，利用加速度計(jì)測量陀螺X軸和Y軸與加速計(jì)X軸和Y軸兩個(gè)坐標(biāo)系的不正交角度，運(yùn)用坐標(biāo)變換方程將這個(gè)角度準(zhǔn)確補(bǔ)償?shù)郊铀俣扔?jì)模型中，這樣保證加速計(jì)坐標(biāo)系和陀螺坐標(biāo)系相互正交；測斜儀標(biāo)定過程中采用兩兩間隔180°的四位置標(biāo)定，直接消去零偏，計(jì)算出加速計(jì)相關(guān)的各個(gè)補(bǔ)償參數(shù)，與傳統(tǒng)的標(biāo)定補(bǔ)償算法相比，尤其是與傳統(tǒng)的八位置標(biāo)定以及二十四位置標(biāo)定等標(biāo)定方法相比減少了標(biāo)定位置，方便了儀器的高溫標(biāo)定和驗(yàn)證。降低了測斜儀機(jī)械加工要求精度，減少了標(biāo)定工作量，節(jié)省了成本，減少了標(biāo)定位置，降低了運(yùn)算時(shí)間，減少了儀器標(biāo)定所需時(shí)間。本實(shí)用新型能夠在機(jī)械加工精度較差、保證精度、省時(shí)省力的前提下計(jì)算動(dòng)力調(diào)諧陀螺的靜態(tài)偏移系數(shù)?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型所采用的標(biāo)定模型中陀螺坐標(biāo)系和加速度計(jì)坐標(biāo)系位置示意圖；
[0011]圖2是本實(shí)用新型所采用的標(biāo)定補(bǔ)償模型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]1-動(dòng)力調(diào)諧陀螺；2-Y軸加速計(jì)；3-Χ軸加速計(jì)；4-Ζ軸加速計(jì)。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本實(shí)用新型的工作原理是: [0014]I)參見圖2，建立標(biāo)定補(bǔ)償模型；標(biāo)定補(bǔ)償模型包括三個(gè)加速計(jì)、一個(gè)兩軸的動(dòng)力調(diào)諧陀螺以及機(jī)械骨架；兩軸的動(dòng)力調(diào)諧陀螺以及三個(gè)加速計(jì)依次設(shè)置在機(jī)械骨架上；三個(gè)加速計(jì)相互正交設(shè)置在機(jī)械骨架上；三個(gè)加速計(jì)形成坐標(biāo)系XYZ ;動(dòng)力調(diào)諧陀螺和機(jī)械骨架的軸向形成坐標(biāo)系X’ Y’ Ζ’，參見圖1所示；
[0015]2)由于機(jī)械加工存在誤差，圓軸型的陀螺坐標(biāo)系(X’Y’Ζ’)和加速計(jì)坐標(biāo)系(XYZ)無法保證完全正交，兩個(gè)坐標(biāo)軸有微小的角度，因此，為了測量精確，本實(shí)用新型還需判斷三個(gè)加速計(jì)所形成的坐標(biāo)系XYZ與動(dòng)力調(diào)諧陀螺和機(jī)械骨架的軸向所形成的坐標(biāo)系Χ’y’ζ’是否存在非正交角度，若是，則進(jìn)行步驟3);若否，則退出標(biāo)定補(bǔ)償過程；
[0016]3)測量三個(gè)加速計(jì)所形成的坐標(biāo)系XYZ與動(dòng)力調(diào)諧陀螺和機(jī)械骨架的軸向所形成的坐標(biāo)系X’ Y’ Ζ’之間的非正交角度:
[0017]3.1)使三個(gè)加速計(jì)所形成的坐標(biāo)系XYZ中的Z軸與機(jī)械骨架的軸向保持同軸；
[0018]3.2)利用加速度計(jì)測量并計(jì)算加速計(jì)X軸和Y軸兩個(gè)坐標(biāo)系與動(dòng)力調(diào)諧陀螺的X’軸和Y’軸兩個(gè)坐標(biāo)系的非正交角度α ;兩個(gè)坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換方程如下:陀螺X軸敏感軸指向正北，井斜角調(diào)整到90°，調(diào)整三軸轉(zhuǎn)臺(tái)，使X軸加速計(jì)輸出為零，此時(shí)可準(zhǔn)確測量加速計(jì)坐標(biāo)系和陀螺坐標(biāo)系之間的夾角α。其計(jì)算公式是:
【權(quán)利要求】
1.一種動(dòng)力調(diào)諧陀螺測斜儀的標(biāo)定補(bǔ)償模型，其特征在于:所述標(biāo)定補(bǔ)償模型包括三個(gè)加速計(jì)、一個(gè)兩軸的動(dòng)力調(diào)諧陀螺以及機(jī)械骨架；所述兩軸的動(dòng)力調(diào)諧陀螺以及三個(gè)加速計(jì)依次設(shè)置在機(jī)械骨架上；所述三個(gè)加速計(jì)相互正交設(shè)置在機(jī)械骨架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)定補(bǔ)償模型，其特征在于:所述標(biāo)定補(bǔ)償模型還包括三軸轉(zhuǎn)臺(tái)；所述機(jī)械骨架置于三軸轉(zhuǎn)臺(tái)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的標(biāo)定補(bǔ)償模型，其特征在于:所述標(biāo)定補(bǔ)償模型還包括分別與加速計(jì)以及動(dòng)力調(diào)諧陀螺相連的數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)。
【文檔編號(hào)】G01C25/00GK203432591SQ201320441896
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月23日
【發(fā)明者】孫國鼎, 郭流洋, 陳亮 申請(qǐng)人:西安思坦儀器股份有限公司