1 北京航天控制仪器研究所, 北京 100039
2 北京航天时代光电科技有限公司, 北京 100094
分析了影响光纤陀螺仪测试精度的主要误差因素, 详细研究了速率转台、测试工装、时间基准源等常见测试设备对光纤陀螺误差的影响。提出了基于高精度计数器对于转台精度评价结合长周期、转台固定周数的测试等抑制方法。实验结果表明, 采取抑制措施后, 测试工装误差引起的零偏测试误差减小了66.7%, 速率转台误差引起的标度因数绝对误差以及时间基准误差引起的标度因数重复性误差均减小了一个数量级。研究结果对高精度光纤陀螺仪精度的提升以及测试设备的改进具有指导意义。
光纤陀螺 高精度 测试设备 误差抑制 FOG high-precision test equipment error suppression
1 南京航空航天大学 自动化学院，江苏 南京 211106
2 北京航天时代光电科技有限公司，北京 100091
光纤环在磁场中产生磁致非互异性误差，成为制约高精度干涉型光纤陀螺（以下简称高精度光纤陀螺）应用的主要因素之一，而误差与磁场强度、光纤扭转率有关。由于光纤扭转导致的光纤环磁场灵敏度达到10 (°)·h−1·Gs−1以上，即使采用坡莫合金对磁场屏蔽，屏蔽效能仅能达到30 dB左右，难以满足高精度光纤陀螺的应用需求。文中通过等效电路模型和有限元仿真分析了屏蔽材料连接缝隙对屏蔽效能的影响，通过公式计算了扭转率对磁场灵敏度的影响。根据分析，提出了将屏蔽材料由螺钉连接改为激光焊接并对光纤进行退扭的改进方法。通过光纤退扭，光纤环磁场灵敏度降低了89.3%；通过对连接缝隙激光焊接，屏蔽效能由 31 dB 提高到 64 dB以上，磁场灵敏度由 0.026 5 (°)·h−1·Gs−1 降低到了 0.000 4 (°)·h−1·Gs−1以下，且变温环境下陀螺零偏稳定性提高了7.5%以上。改进措施能够提高光纤环在磁场和温度环境下的精度，满足高精度光纤陀螺性能要求。
高精度光纤陀螺 磁场 连接缝隙 激光焊接 退扭 high-precision IFOG magnetic field connection gap laser welding de-twist 红外与激光工程
2021, 50(4): 20200239
北京航天时代光电科技有限公司, 北京 100854
提出了一种基于傅里叶变换的光纤陀螺(FOG)测试环境自评估技术。测试结果表明,FOG零偏稳定性由环境3中的0.0015 (°)/h(100 s, 1σ)(数据100 s平滑后的标准差)降低到环境4中的0.0019 (°)/h (100 s, 1σ);随机游走系数由环境3中的2.1565×10
-4 (°)/h
1/2降低到环境4中的2.8876×10
-4 (°)/h
1/2。对另一只脉冲输出的陀螺进行了不同环境下的测试,零偏稳定性由环境3中的0.0013 (°)/h (100 s, 1σ)降低到环境4中的0.0021 (°)/h (100 s, 1σ)。通过两只陀螺的实验,验证了所提自评估技术的有效性,为高精度FOG的精度测试提供了指导。
光纤光学 光纤陀螺 傅里叶变换 测试环境 自评估技术
