陀螺仪的实验测试

不同类型的陀螺仪采用不同的试验方案,典型的试验方法有多位置测试、速度传递试验、温度试验、摇摆速率转台试验、磁灵敏度试验、离心试验、冲击试验、振动试验、老化与存储试验以及组合测试等。对于某个陀螺仪具体应采用什么试验,要根据控制系统对陀螺仪的要求、测试设备和条件等要求进行具体分析。

在进行陀螺仪试验时,一般将陀螺仪安装在测试夹具上,以便在多种测试设备间进行转换。同时,允许不同设计的敏感器共用同一设备。本节主要举例说明双轴陀螺仪的多位置测试方案。

在多位置测试中,陀螺仪被放置在一个基座上,分别指向一系列相对于地理轴和地球当地重力矢量的固定方向,或者采用转台将陀螺仪精确地放置在规定的方向上。该项测试重复的次数和持续时间需要根据测试的精度等规定来具体确定。

陀螺仪稳定性测试轴向设置如表5.12所示,Ω为地球速率,L为当地纬度角,Ωcos L是地球速率水平分量,Ωsin L是地球速率垂直分量。

表5.12　陀螺仪稳定性测试轴向设置

从上述的测试中得到的数据可以求解一组联立方程组,表示与相应的每个位置上的外部激励有关的陀螺漂移。例如,在静态条件下,假设考虑地球速率分量存在,则陀螺仪的输出可以表示为(www.xing528.com)

式中,Bf——对加速度不敏感的零偏；

Bgx,Bgy,Bgz——对加速度敏感的零偏系数；

ax,ay,az——陀螺沿其自转轴、输入轴和输出轴的加速度。

假设将陀螺仪的自转轴设置为重力方向上(向上、向下),则借助上述方法得到的测量结果应为

利用式(5.36),通过两次测量结果就可以计算出Bf和Bgx。采用同样的方法,可以求得其他零偏系数,通过多次测量同一位置可以提高测量精度。