1.本发明涉及陀螺仪参数测试方法及装置，具体涉及一种提高标度因数测试效率的方法及装置。
背景技术：2.标度因数作为陀螺仪的一项关键指标，用于标定陀螺仪输出值与旋转角度的比例系数。因此，标度因数测试是陀螺仪测试中的一个必测环节。
3.现有技术中，在测试标度因数时，通常需要对陀螺仪的多个敏感轴向分别进行测试，为了避免误差，每个敏感轴向的标度因数测试不少于6次，测试效率低，导致测试设备资源占用严重。而且，由于标度因数测试对温度变化较为敏感，一般需要利用温箱控制温度，在低温条件下完成测试，然后在高温条件下打开温箱，切换安装另一敏感轴向，重复以上步骤，即可测得所有敏感轴向的标度因数，整个操作流程复杂，影响因素颇多，不利于工程化测试。
技术实现要素：4.本发明的目的是解决现有陀螺仪标度因数测试效率低下，操作流程复杂的技术问题，而提供一种提高标度因数测试效率的方法及装置。
5.为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：
6.一种提高标度因数测试效率的方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：
7.步骤1，将待测陀螺仪通过夹具固定于角速率转台上，使所述待测陀螺仪每个敏感轴向的轴向线，通过所述角速率转台的中心旋转轴向的轴向线，多个所述敏感轴向分别与所述中心旋转轴向r形成夹角；
8.步骤2，分别测定不同角速度下，所述待测陀螺仪多个所述敏感轴向的输出值，得到测试数据；
9.步骤3，根据所得测试数据和标准的标度因数计算公式，分别计算出所述
10.待测陀螺仪多个敏感轴向的夹角标度因数k
i’，其中i表示所述待测陀螺仪的第i个敏感轴向，i≥2；
11.步骤4，根据每个所述敏感轴向与所述中心旋转轴向形成的夹角，以及与之对应的所述夹角标度因数k
i’，利用关系式ki＝k
i’/cosθ，即可分别计算得到所述待测陀螺仪多个敏感轴向的实际标度因数ki。
12.进一步地，步骤1中，多个所述敏感轴向分别与所述角速率转台的中心旋转轴向形成的夹角相等。
13.进一步地，步骤1中，所述夹具固定于所述角速率转台的旋转中心处。
14.同时，本发明还提供一种提高标度因数测试效率的装置，用于实现一种提高标度因数测试效率的方法，其特殊之处在于：包括角速率转台，所述角速率转台的中心旋转轴向与地垂线平行；所述角速率转台的安装面上设置有夹具，所述夹具固定设置于所述角速率
转台的中心部位，用于固定待测陀螺仪，使所述待测陀螺仪每个敏感轴向的轴向线通过所述中心旋转轴向的轴向线，并使多个敏感轴向分别与中心旋转轴向r形成夹角；
15.所述角速率转台与控制台连接，所述待测陀螺仪与上位机连接，用于将多个所述敏感轴向的输出值传送至上位机进行处理。
16.进一步地，还包括温箱，所述角速率转台和待测陀螺仪均设置于所述温箱内部。
17.进一步地，所述待测陀螺仪为三轴光纤陀螺仪，所述夹具为顶部开口且内部中空的三棱锥支架，所述三棱锥支架的内侧壁用于设置所述待测陀螺仪，所述三棱锥支架的多个侧棱分别与所述待测陀螺仪的多个敏感轴向平行。
18.进一步地，所述三棱锥支架的底面固设于所述角速率转台的旋转中心处，所述三棱锥支架的中心轴线与所述中心旋转轴向的轴向线重合。
19.本发明相比现有技术具有的有益效果：
20.1、本发明提供的一种提高标度因数测试效率的方法，在待测陀螺仪各敏感轴向分别与角速率转台的中心旋转轴向形成夹角的条件下，通过角度换算，计算得出待测陀螺仪各敏感轴向的实际标度因数。该方法简单实用，操作性强，无需待测陀螺仪各敏感轴向的切换，即可一次测得待测陀螺仪各敏感轴向的标度因数，提高了标度因数测试效率和设备利用率。
21.2、本发明提供的一种提高标度因数测试效率的方法，适用于双轴、三轴或冗余三轴以上的陀螺仪标度因数测试。
22.3、本发明还提供一种提高标度因数测试效率的装置，该装置采用三棱锥支架固定待测陀螺仪，使待测陀螺仪的各敏感轴分别与角速率转台的中心旋转轴向形成夹角，该三棱锥支架适用于双轴或三轴的陀螺仪标度因数测试。
附图说明
23.图1为本发明一种提高标度因数测试效率装置实施例的结构示意图；
24.图2为本发明图1实施例中待测陀螺仪通过夹具固定于角速率转台上的俯视图；
25.图3为本发明图1实施例中待测陀螺仪各敏感轴向与角速率转台的中心旋转轴向形成夹角的状态示意图；
26.附图标记说明：
27.1-温箱，2-角速率转台，3-待测陀螺仪，4-控制台，5-上位机，6-夹具，61-螺孔。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地说明。
29.本发明提供一种提高标度因数测试效率的方法，包括以下步骤：
30.步骤1，将待测陀螺仪3通过夹具6固定于角速率转台2上，使待测陀螺仪3每个敏感轴向的轴向线，通过角速率转台2的中心旋转轴向r的轴向线，多个敏感轴向分别与中心旋转轴向r形成夹角，在本实施例中，夹具6固定于角速率转台2的旋转中心处，多个敏感轴向分别与中心旋转轴向r形成的夹角相等，但在其它实施例中，多个敏感轴向分别与中心旋转轴向r所形成的夹角也可以不相等。
31.步骤2，分别测定不同角速度下，待测陀螺仪3多个敏感轴向的输出值，得到测试数
据；
32.在本实施例中，利用控制台5设定角速率转台2的输入角速率，如分别设为
±
300
°
/s，
±
150
°
/s，
±
60
°
/s，
±
20
°
/s，
±
10
°
/s，
±1°
/s，待角速率转台2稳定后，采集各角速率点下待测陀螺仪3各敏感轴向的输出值，具体流程如下：
33.a.启动角速率转台2，待其复位完成后，启动待测陀螺仪3，测试待测陀螺仪3各敏感轴向的输出值，完成采样次数后，关闭角速率转台2；
34.b.设定角速率转台2的输入角速率，转动方向为正转，启动角速率转台2，待角速率转台2运行平稳后，测试待测陀螺仪3各敏感轴向的输出值，测试完成后使角速率转台2停止旋转；
35.c.设定相同的输入角速率，转动方向为逆转，启动角速率转台2，待角速率转台2运行平稳后，测试待测陀螺仪3各敏感轴向的输出值，测试完成后使角速率转台2停止旋转；
36.d.按照从大到小的顺序更改角速率转台2的输入角速率，重复步骤b至步骤c，则可测得所有角速率下待测陀螺仪3各敏感轴向的输出值；
37.e.当角速率转台2完全停止后，测试待测陀螺仪3各敏感轴向的输出，完成后关闭待测陀螺仪3和角速率转台2。
38.步骤3，根据所得测试数据和标准的标度因数计算公式，分别计算出待测陀螺仪多个敏感轴向的夹角标度因数k
i’，其中i表示待测陀螺仪3的第i个敏感轴向，i≥2；
39.设为第j个输入角速率时待测陀螺仪3输出的平均值，为测试结束，转台静止时，待测陀螺仪3输出的平均值，为测试结束时，待测陀螺仪3输出的平均值，则根据以下计算公式：
[0040][0041][0042][0043]
其中，f
jp
为待测陀螺仪3第p个输出值，n为待测陀螺仪3在某一角速率输入条件下输出值的个数。
[0044]
设fj为角速率转台2第j个给定角速率ωj下待测陀螺仪3的输出，建立待测陀螺仪3输入输出关系的线性模型：
[0045]fj
＝k
′i·
ωj+f0+υj[0046]k′i为夹角标度因数，f0为拟合零位，υj为拟合误差。
[0047]
最小二乘法计算k
′i、f0：
[0048]
[0049][0050]
其中，m为输入角速率的个数，k
′i即为待测陀螺仪3的夹角标度因数。步骤4：根据每个敏感轴向与所述中心旋转轴向r形成的夹角，以及与之对应的夹角标度因数k
i’，利用关系式ki＝k
i’/cosθ，即可分别计算得到待测陀螺仪3多个敏感轴向的实际标度因数ki。
[0051]
参照图1，本发明还提供了一种提高标度因数测试效率的装置，用于实现上述一种提高标度因数测试效率的方法，包括角速率转台2，角速率转台2的中心旋转轴向r与地垂线平行，角速率转台2的安装面上设置有夹具6，夹具6固定设置于所述角速率转台2的中心部位。在本实施例中，角速率转台2沿中心旋转轴向r周向设置有多个通孔，该夹具6的底面上设置有与通孔配合的螺孔61，螺孔61与通孔通过螺钉连接，即可将夹具6固定设置在角速率转台2上。该夹具6用于固定待测陀螺仪3，使待测陀螺仪3每个敏感轴向的轴向线通过中心旋转轴向r的轴向线，并使多个敏感轴向分别与中心旋转轴向r形成夹角。在本实施例中，多个敏感轴向分别与中心旋转轴向r形成的夹角相等，但在其它实施例中，多个敏感轴向分别与中心旋转轴向r所形成的夹角也可以不相等。
[0052]
如图3所示，本实施例中采用三轴光纤陀螺仪作为待测陀螺仪3，该三轴光纤陀螺仪包括三个相互正交的敏感轴向光纤环，即三个敏感轴向两两垂直，设三个敏感轴向分别为x轴，y轴和z轴。将该三轴光纤陀螺仪固定于角速率转台2的安装面上，使三轴光纤陀螺仪的三个敏感轴向x轴、y轴、z轴，分别与角速率转台2的中心旋转轴向r形成夹角θ，此时θ＝54.7356
°
。
[0053]
如图2所示，在本实施例中，夹具6为顶部开口且内部中空的三棱锥支架，该三棱锥支架可用于固定双轴或三轴的陀螺仪。三棱锥支架的侧棱两两互相垂直，在本实施例中，三棱锥支架的底面固定于角速率转台2的旋转中心处，三棱锥支架的中心轴线与中心旋转轴向r的轴向线重合。三棱锥支架的内侧壁用于设置所述待测陀螺仪3，实现待测陀螺仪3的固定，并且三棱锥支架的多个侧棱分别与待测陀螺仪3的多个敏感轴向平行。在本实施例中，该三棱锥支架通过螺钉固定在角速率转台2上，三轴光纤陀螺仪通过螺钉固定设置在该三棱锥支架的内侧壁上，在实际安装时，可根据三轴光纤陀螺仪的实际结构设计安装，保证三轴光纤陀螺仪的各敏感轴向分别与该三棱锥支架的多个侧棱平行。
[0054]
角速率转台2与控制台4连接，控制台4用于控制角速率转台2的角速率和转动方向，待测陀螺仪3与上位机5连接，用于将多个敏感轴向的输出值传送至上位机5进行处理。角速率转台2和待测陀螺仪3均设置于温箱1内部，当待测陀螺仪3通过夹具6固定后，即可实现一次完成待测陀螺仪3各敏感轴向输出值的测试，无需打开温箱1切换。
[0055]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对于本领域的普通专业技术人员来说，可以对前述各实施例所记载的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所保护技术方案的范围。
技术特征：1.一种提高标度因数测试效率的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，将待测陀螺仪(3)通过夹具(6)固定于角速率转台(2)上，使所述待测陀螺仪(3)每个敏感轴向的轴向线，通过所述角速率转台(2)的中心旋转轴向r的轴向线，多个所述敏感轴向分别与所述中心旋转轴向r形成夹角；步骤2，分别测定不同角速度下，所述待测陀螺仪(3)多个所述敏感轴向的输出值，得到测试数据；步骤3，根据所得测试数据和标准的标度因数计算公式，分别计算出所述待测陀螺仪(3)多个敏感轴向的夹角标度因数k
i’，其中i表示所述待测陀螺仪(3)的第i个敏感轴向，i≥2；步骤4，根据每个所述敏感轴向与所述中心旋转轴向r形成的夹角，以及与之对应的所述夹角标度因数k
i’，利用关系式k
i
＝k
i’/cosθ，即可分别计算得到所述待测陀螺仪(3)多个敏感轴向的实际标度因数k
i
。2.如权利要求1所述的一种提高标度因数测试效率的方法，其特征在于：步骤1中，多个所述敏感轴向分别与所述角速率转台(2)的中心旋转轴向r形成的夹角相等。3.如权利要求1或2所述的一种提高标度因数测试效率的方法，其特征在于：步骤1中，所述夹具(6)固定于所述角速率转台(2)的旋转中心处。4.一种提高标度因数测试效率的装置，用于实现权利要求1所述的一种提高标度因数测试效率的方法，其特征在于：包括角速率转台(2)，所述角速率转台(2)的中心旋转轴向r与地垂线平行；所述角速率转台(2)的安装面上设置有夹具(6)，所述夹具(6)固定设置于所述角速率转台(2)的中心部位，用于固定待测陀螺仪(3)，使所述待测陀螺仪(3)每个敏感轴向的轴向线通过所述中心旋转轴向r的轴向线，并使多个敏感轴向分别与中心旋转轴向r形成夹角；所述角速率转台(2)与控制台(4)连接，所述待测陀螺仪(3)与上位机(5)连接，用于将多个所述敏感轴向的输出值传送至上位机(5)进行处理。5.根据权利要求4所述的一种提高标度因数测试效率的装置，其特征在于：还包括温箱(1)，所述角速率转台(2)和待测陀螺仪(3)均设置于所述温箱(1)内部。6.根据权利要求5所述的一种提高标度因数测试效率的装置，其特征在于：所述待测陀螺仪(3)为三轴光纤陀螺仪，所述夹具(6)为顶部开口且内部中空的三棱锥支架，所述三棱锥支架的内侧壁用于设置所述待测陀螺仪(3)，所述三棱锥支架的多个侧棱分别与所述待测陀螺仪(3)的多个敏感轴向平行。7.根据权利要求6所述的一种提高标度因数测试效率的装置，其特征在于：所述三棱锥支架的底面固设于所述角速率转台(2)的旋转中心处，所述三棱锥支架的中心轴线与所述中心旋转轴向r的轴向线重合。
技术总结本发明涉及陀螺仪参数测试方法及装置，具体涉及一种提高标度因数测试效率的方法及装置，目的是解决现有陀螺仪标度因数测试效率低下，操作流程复杂的技术问题，提供一种提高标度因数测试效率的方法及装置。该方法包括以下步骤：将待测陀螺仪通过夹具固定于角速率转台上，使待测陀螺仪的多个敏感轴向，分别与角速率转台的中心旋转轴向形成夹角；分别测定不同角速度下，待测陀螺仪多个敏感轴向的输出值，得到测试数据；根据测试数据和标度因数计算公式，分别计算出多个敏感轴向的夹角标度因数K
技术研发人员：杨鹏 曹平平 潘子军 李龙刚 丁婵
受保护的技术使用者：西安航天精密机电研究所
技术研发日：2022.06.29
技术公布日：2022/11/1
