基于光纤陀螺技术的三轴振动转角测试.pdf

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1、2010年第29卷第8期传感器与微系统(TransducerandMicr0systemTechnologies)123彳0计算与测试p、(＼}基于光纤陀螺技术的三轴振动转角测试李春枝，陈颖，田光明，刘青林(中国工程物理研究院总体工程研究所，四川绵阳621900)摘要：提出了基于光纤陀螺技术的三轴振动转角测试方法，根据三轴试验需求组建了光纤陀螺转角测试系统。通过三轴振动试验应用该系统对振动台台面的转角位移进行了实测，对振动台面的实时角速度信号进行频域分析和处理。结果表明：基于光纤陀螺技术的三轴振动转角测试系统方案的可行性与正确性。关键词：光纤陀螺；转角测试；三轴振

2、动试验；数据处理文章编号：U666．1文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)08-0123-03Testingofrotationangleinthree·axisvibrationbasedonthetechniqueoffiberopticgyroscopeLIChun—zhi，CHENYing，TIANGuang-ming，LIUQing—lin(InstituteofSystemEngineering，ChinaAcademyofEngineeringPhysics，Mianyang621900，China)Abstract：Themeth

3、odofrotationangletestinginthree—axisvibrationbasedonfiberopticgyroscopetechniqueisproposed，andthetheoryofmeasurementisintroducedaswel1．Accordingtothemeasurementprecisionrequirement，theangletestingsystemofFOGisdesignedbyanalyzingtheenvironmentofthree—axisvibration．Itisappliedinexperime

4、ntalinvestigationofrotationangleinthree·-axisvibrationwiththetestingsystemandthereal-·timeangularratesignalisprocessedbyfrequencyanalysisandprocess．TheresultsofpracticalapplicationshowthesystemschemeofangletestingmethodbymeansofFOGtechniqueisfeasibleandcorrect．Keywords：fiberopticgyro；

5、rotationangletesting；three—axisvibrationexperiment；dataprocessing0引言1三轴振动转角测试系统组建三轴振动试验在地震模拟、运输模拟、机载环境模拟等三轴振动试验的转角测试对光纤陀螺组件的精度领域得到越来越多的应用J。三轴振动试验通常包含，等级、信号带宽、数字传输速率以及接口等均有特殊的l，，z3个平动和绕x，l，，z3个转动，其中，转角是三轴试验要求。中一个重要的测试参数，它直接影响着地面模拟环境下产首先，光纤陀螺组件应满足三轴振动试验转角动态测品的试验系统精度。因此，准确获取转角信息对三轴振动试的精度

6、等级。根据振动台的最大角位移不超过3。，兼顾试验系统的试验精度和振动控制方法的选择具有重要的研开展课题研究的测试精度要求，选用中低精度光纤陀螺器究意义。件VG，其角速度零偏稳定性为0．5。／h；角速度分辨率为传统的转角测量方法是在三轴振动台上选取两点的加0．00001。／s。速度响应进行计算，由于同一时刻随机激励下被选取的加其次，根据振动台试验频段来决定陀螺组件测试信号速度响应有相位差的问题，不同的相位差通过计算后会得带宽以及输出信号的传输速率。三轴振动试验系统工作频到不同的转角位移，其结果一般来说误差较大。因此，根据率上限为80Hz，因此，转角测试的频率带宽设计

7、为100Hz，姿态参数测试的特点与精度要求，最实用的选择是基于高输出信号采用串行通信方式传输至计算机进行分析。精度光纤陀螺技术的转角测试方法。光纤陀螺技术主要用根据以上分析组建了三轴转角测试系统，该系统主要于动态测量、定位导航等，具有高可靠性、抗冲击振动等优由光纤陀螺器件VG，接口电路，直流电源以及计算机组成。点i2-4系统结构框图如图1所示。收稿日期：2009-112基金项目：中国工程物理研究院科学技术发展基金项目资助(2007B04003)l24传感器与微系统第29卷转角功率谱分析。信号分析频率范围为0．5-80Hz，最后计算转角功率谱总均方根值。3试验测试3

8、．1测试过