[发明专利]光纤陀螺轴向磁场灵敏度的补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤陀螺轴向磁场灵敏度的补偿方法。

背景技术

光纤陀螺由于对外界磁场敏感会引起输出零位偏移尤其是轴向磁场的影响，使得光纤陀螺难以在惯性导航领域发挥作用，国内外普遍认为采用磁屏蔽可以有效减少光纤陀螺磁场敏感，但是采用磁屏蔽技术在一定程度上增加了陀螺的重量且磁屏蔽材料的选取也比较苛刻，不利于发挥光纤陀螺低成本的优势。

另外国内外普遍认同并有相应文献资料表明，外界轴向磁场引起的光纤陀螺零位偏移和轴向磁场的大小成正比即Ω_B＝KB，这使得补偿算法相对简单。

发明内容

本发明的目的是根据轴向磁场与光纤陀螺零位偏移的线性关系提供一种简单易行的光纤陀螺轴向磁场灵敏度的补偿方法。

本发明的光纤陀螺轴向磁场灵敏度的补偿方法，包括以下步骤：

1)将光纤陀螺垂直放置，在X-Y-Z坐标系中保证光纤陀螺的敏感轴平行于Z轴，在光纤陀螺敏感环的上表面放置第一霍尔传感器和第二霍尔传感器，使第一霍尔传感器的磁敏感正方向与Z轴的方向相同，第二霍尔传感器的磁敏感正方向与Z轴的方向相反；

2)利用第一模数转换器和第二模数转换器分别将第一霍尔传感器和第二霍尔传感器的输出模拟信号转换成数字信号B3和B4，利用与第一模数转换器和第二模数转换器输出端相连的CPU处理单元按式(1)、式(2)、式(3)分别计算出外界磁场B、磁场引起的光纤陀螺零位偏移量Ω_B和补偿后的光纤陀螺输出角速度Ω_S，

B＝B3-B4     --------(1)

Ω_B＝KB      --------(2)

Ω_S＝Ω-Ω_B  --------(3)

式中：K为光纤陀螺轴向磁场敏感因子，Ω未经补偿的光纤陀螺输出角速度。

对于已绕制成的光纤陀螺敏感环，光纤陀螺轴向磁场敏感因子K是确定的，可以通过测试光纤陀螺在不同外加轴向磁场环境下的零位偏移量Ω_B计算得出。

本发明的优点是方法简单易实现，可以有效地消除轴向磁场对光纤陀螺的影响，并且没有额外的增加光纤陀螺的重量和成本。

附图说明

图1为光纤陀螺轴向磁场灵敏度补偿方法的示意图；

图2为需补偿的光纤陀螺轴向磁场大小和该光纤陀螺零位偏移的线性关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明。

参照图1，本发明的光纤陀螺轴向磁场灵敏度的补偿方法，包括以下步骤：

1)将光纤陀螺垂直放置，在X-Y-Z坐标系中保证光纤陀螺的敏感轴平行于Z轴，在光纤陀螺敏感环的上表面3放置第一霍尔传感器1和第二霍尔传感器2，使第一霍尔传感器1的磁敏感正方向与Z轴的方向相同，第二霍尔传感器2的磁敏感正方向与Z轴的方向相反；

2)利用第一模数转换器4和第二模数转换器5分别将第一霍尔传感器1和第二霍尔传感器2的输出模拟信号转换成数字信号B3和B4，利用与第一模数转换器4和第二模数转换器5输出端相连的CPU处理单元6按式(1)、式(2)、式(3)分别计算出外界磁场B、磁场引起的光纤陀螺零位偏移量Ω_B和补偿后的光纤陀螺输出角速度Ω_S，

B＝B3-B4    --------(1)

Ω_B＝KB     -------(2)

Ω_S＝Ω-Ω_B --------(3)

式中：K为光纤陀螺轴向磁场敏感因子，Ω未经补偿的光纤陀螺输出角速度。

对于已绕制成的光纤陀螺敏感环，光纤陀螺轴向磁场敏感因子K是确定的，可以通过测试光纤陀螺在不同外加轴向磁场B下的零位偏移量Ω_B计算得出，K＝Ω_B/B。图2所示为某型号光纤陀螺轴向磁场大小和该光纤陀螺零位偏移的线性关系。