[发明专利]一种减小非共面四频环形激光测角仪刻度系数的方法

说明书

本发明属于环形激光测角仪技术，具体涉及一种减小非共面四频环形激光测角仪刻度系数的方法。本发明通过对非共面四频环形激光谐振腔双光窗光电管经前置放大器输出的2路原始信号进行求和放大、求差放大以及持续对得到的信号与其中一路基准原始信号进行求和放大、求差放大处理，得到一系列信号对，这些信号与2路原始信号在相位上呈现均匀间隔分布，从而实现对测角仪干涉条纹的细分，对这些信号对同时进行解调和计数，有效减小了测角仪的刻度系数，显著提高了测角仪的测角精度。

技术领域

本发明属于环形激光测角仪技术，具体涉及一种减小非共面环形激光测角仪刻度系数的方法。

背景技术

基于非共面谐振腔和法拉第磁光效应的非共面四频环形激光测角仪具有动态范围宽、输出带宽大、安装使用简单等优点。当有外界输入转速时，环形激光测角仪的谐振腔内激光光束频率发生变化，对谐振腔输出光干涉形成的条纹进行计数，乘以测角仪的刻度系数即得到转过的角度，如(1)式所示：

式中：为量测时间间隔内转过的角度；

N为测角仪在量测时间间隔内对干涉条纹进行计数得到的脉冲数；

k为测角仪的刻度系数。

环形激光测角仪是一种角速率积分传感器，由于一般的脉冲计数器只能记录整数个脉冲，这使它的测量分辨率只有一个脉冲当量，通常把脉冲计数值所对应的角度值与真实值之间的差别称为量化误差，该误差对测角精度造成较大影响。

由(1)式可知，减小测角仪的刻度系数能够降低量化误差，从而提高测角精度。减小测角仪刻度系数常用的方法有：增大环形激光测角仪的谐振腔环路面积，采用多光窗(如4光窗)光电接收器对干涉条纹进行细分。增大环形激光测角仪的谐振腔环路面积会导致测角仪的体积变大，不利于工程应用。而多光窗光电管给制造技术提出了很高的要求，工程实现难度很大。

发明内容

本发明的目的是：提供一种易于工程实现，且能有效提高测角精度的减小非共面四频环形激光测角仪刻度系数的方法。

本发明的技术方案：一种减小非共面四频环形激光测角仪刻度系数的方法，其通过对非共面四频环形激光谐振腔双光窗光电管经前置放大器输出的2路原始信号进行求和放大、求差放大以及持续对得到的信号与其中处于基准位的原始信号进行求和放大、求差放大处理，得到一系列信号对，对得到的系列信号对同时进行解调和计数，有效减小了测角仪的刻度系数。

所述经过双光窗光电管的2路原始信号之间存在π/2相位差。

所述2路原始信号进行求和放大、求差放大后得到的分别相对原始信号基准位滞后π/4和超前π/4的两组一级信号。

所得到的滞后基准位π/4的一级信号与原始基准位信号分别进行求和放大、求差放大后，得到超前原始基准信号3π/8相位的二级信号及滞后原始基准信号π/8相位的二级信号。

所得到的超前基准位π/4的一级信号与原始基准位信号分别进行求和放大、求差放大后，得到滞后原始基准信号3π/8相位的二级信号及超前原始基准信号π/8相位的二级信号。

所述4个二级信号分别与原始基准信号进行求和放大、求差放大后，获得8个三级信号，所述原始信号、一级信号、二级信号及三级信号相位间隔相等，且相位间隔为π/16。

所述8个三级信号分别与原始基准信号进行求和放大、求差放大后，获得16个四级信号，所述原始信号、一级信号、二级信号、三级信号及四级信号相位间隔相等，且相位间隔为π/32。

所述各级信号的求差放大器相同，求和放大器相同。