Methods for testing laser gyroscope
1 Scope
1.1 Subject content
This standard specifies the relevant terms of single-axis laser gyroscope (hereinafter referred to as “gyroscope”) and the methods for testing its performance.
1.2 Application scope
This standard is applicable to the performance testing of gyroscopes used on various carriers in the land, sea, air and space fields.
This standard may also serve as a reference for the performance testing of three-axis laser gyroscope.
1.3 Application guide
For the test items listed in this standard, those with the same test equipment and similar test procedures can be tested together as needed, and then their respective test data can be processed with their corresponding calculation methods accordingly.
2 Normative references
GB 321-80 Preferred numbers and preferred number series
GJB 585-88 Inertial technical terms
3 Definitions
Terms not defined in this standard shall be as specified in GJB 585.
3.1
laser gyroscope
device for measuring angular velocity and angle, which is based on sagnac effect and composed of a ring laser resonator, and when it rotates around the vertical line of the equivalent plane of the closed optical path, the resonant frequencies of the two beams transmitted backwards are different, their frequency difference is proportional to the angular velocity of the resonator rotating relative to the inertial space, and the output pulse number is proportional to the rotating angle, so by checking the frequency difference and the pulse number, the angular velocity and rotating angle of the gyroscope can be obtained
3.2
input axis, IA
axis perpendicular to the equivalent plane of the closed optical path, when the gyroscope rotates around this axis, the maximum output will be produced
3.3
input reference axis, IRA
axis perpendicular to the mounting surface of gyroscope, nominally parallel to the input axis
3.4
input axis misalignment, γm
angle between input axis and input reference axis, mrad
3.5
input angular rate, Ω
angular displacement of the gyroscope around the input axis per unit time, also referred to as the input rate, (°)/s
3.6
scale factor, K
ratio of the output to the input of gyroscope, it is proportional to the area of closed loop and inversely proportional to the total length of the optical path and the working wavelength, p/(")
3.7
scale factor nonlinearity, Km
within the range of input angular rate, the ratio of the maximum deviation of gyroscope output to input relative to the scale factor to the scale factor, ppm
3.8
scale factor asymmetry, Ka
within the range of input angular rate, the ratio of the difference of scale factor between the forward and reverse input angular rate of gyroscope and its average value, ppm
3.9
scale factor repeatability, kr
consistency between scale factors of gyroscope when measured repeatedly under the same conditions and at specified intervals, expressed as the ratio of the standard deviation of the scale factors obtained from each test to its average value, ppm, %
3.10
scale factor temperature sensitivity, kt
relative to the scale factor at room temperature, ratio of the relative change in the gyroscopic scale factor due to temperature change to the change of temperature, generally expressed as a maximum, ppm/°C, %/°C
3.11
maximum input angular rate, Ωmax
maximum input angular rate of gyroscope in forward and reverse directions, within this range, the scale factor nonlinearity of gyroscope meets the specified requirements, (°)/s
3.12
lock-in threshold, Ω
maximum input angular rate at which the gyroscope output is unresponsive under the unbiased condition, it is a synchronization effect between the resonant frequencies of two beams transmitted backwards in the resonator caused by various non-uniformities present in the resonator loop of the gyroscope, (°)/s
3.13
threshold, Ω
minimum input to which the gyroscope may respond, and the output from that input shall be at least 50% of the desired output calculated at the scale factor, (°)/h
3.14
bias, B0
output of gyroscope when the input angular rate is zero, expressed as the equivalent input angular rate corresponding to the average value of output measured within the specified time, (°)/h
3.15
bias stability, Bs
degree of dispersion of the gyroscope output relative to its mean value when the input angular rate is zero, expressed as the equivalent input angular rate corresponding to the standard deviation of the output within the specified time, also referred to as zero drift, (°)/h
3.16
bias repeatability, Br
consistency between biases of gyroscope when it is measured repeatedly under the same conditions and intervals, expressed as the standard deviation of bias obtained from each test, (°)/h
3.17
bias temperature sensitivity, Bt
relative to bias at room temperature, ratio of gyroscope bias change due to temperature variation to temperature variation, generally expressed as the maximum value, (°)/h/°C
3.18
bias magnetic sensitivity, Bm
ratio of gyroscope bias change due to magnetic field to magnetic field strength, (°)/h/mT
3.19
random walk coefficient, RWC
error coefficient of the gyroscope random angle accumulated over time caused by white noise, (°)/h1/2
3.20
warm-up time, Tw
under specified working conditions, time required for the gyroscope to reach the specified performance from energy supply, s
4 General requirements
None.
5 Specific requirements
5.1 Test conditions
5.1.1 Standard atmospheric conditions
a. Ambient temperature: 15~35℃;
b. Relative humidity: 20%~80%;
c. Atmospheric pressure: air pressure at the test site.
5.1.2 Test site
a. The test bench shall be mounted on a separate foundation, and the temperature within the site shall not vary by more than ±2°C;
b. Accurate geographical latitude angle and geographical north reference shall be available at the site;
c. The vibration frequency and amplitude of the base and the magnetic field of the environment shall meet the requirements of product specifications.
5.1.3 Mounting conditions
The gyroscope shall be mounted in the fixture on the test bench, and it is desirable that the mounting conditions be the same as for actual use. The positioning accuracy in each test shall be guaranteed by the accuracy of the test bench and mounting fixture, and shall meet the requirements of product specifications.
5.1.4 Requirements for steering of gyroscope
Looking down on the turntable, it is forward when the turntable rotates counterclockwise. Mount the gyroscope on the turntable. When the turntable rotates forward, the output of the gyroscope is the forward rotation output. According to the right-hand screw rule, the four fingers shall point to the rotating direction of the gyroscope and the thumb shall point to the positive direction of the input axis of the gyroscope.
5.1.5 Requirements for the axis of gyroscope
LA and NA are two mutually perpendicular axes in the laser beam plane. LA passes through the center line of the laser branch containing single electrode (or generating maximum gain in resonator) in gyroscope, and NA bisects the laser branch containing LA, and it can be regarded as an axis of symmetry. LA and NA shall orthogonal to the input axis (IA) of gyroscope, and the positive directions of the three axes shall meet the requirements of ;
IRA, LRA, and NRA are reference axes determined during gyroscope installation, which shall nominally parallel to IA, LA, and NA, respectively, and the positive direction of the three axes shall meet the requirements of . And the three reference axes shall be marked on the gyroscope shell.
5.2 Test equipment
5.2.1 Requirements for accuracy of test equipment
The test equipment shall have a product certificate and be within the validity period of metrological verification.
The accuracy and frequency characteristics of the test equipment shall meet the performance requirements of the gyroscope. The systematic error and accidental error of the test equipment shall be less than one tenth and one third of the corresponding errors of gyroscope, respectively.
5.2.2 Requirements for temperature test chamber
a. Where the gyroscope is in operation in the temperature test chamber, it shall be so positioned that the corresponding requirements for accuracy can be met;
b. The gyroscope mounting fixture shall have good thermal conductivity;
c. The temperature in the temperature test chamber shall be monitored by its internal temperature sensor. Unless otherwise specified, the operating temperature of the gyroscope is considered to be stable when the gyroscope is in operation and the temperature of the component with the greatest heat capacity in it does not vary by more than 2°C per hour at the specified test temperature. Or the operating temperature of the gyroscope is considered to be stable after keeping the gyroscope constant for a certain time at the specified test temperature.
1 Scope
1.1 Subject content
1.2 Application scope
1.3 Application guide
2 Normative references
3 Definitions
4 General requirements
5 Specific requirements
5.1 Test conditions
5.1.1 Standard atmospheric conditions
5.1.2 Test site
5.1.3 Mounting conditions
5.1.4 Requirements for steering of gyroscope
5.1.5 Requirements for the axis of gyroscope
5.2 Test equipment
5.2.1 Requirements for accuracy of test equipment
5.2.2 Requirements for temperature test chamber
5.3 Test item and method
5.3.1 Scale factor
5.3.2 Scale factor nonlinearity
5.3.3 Scale factor asymmetry
5.3.4 Scale factor repeatability
5.3.5 Scale factor temperature sensitivity
5.3.6 Maximum input angular rate
5.3.7 Lock-in threshold
5.3.8 Threshold
5.3.9 Input axis misalignment
5.3.10 Bias
5.3.11 Bias stability
5.3.12 Bias repeatability
5.3.13 Bias temperature sensitivity
5.3.14 Bias magnetic sensitivity
5.3.15 Random walk coefficient
中华人民共和国国家军用标准
FL6615 GJB 2427—95
_______________________________________________________________________________
激光陀螺仪测试方法
Methods for laser gyroscope test
1995-05-31 发布 1995-12-01 实施
_______________________________________________________________________________
国防科学技术工业委员会 批准
中华人民共和国国家军用标准
激光陀螺仪测试方法
GJB2427—95
Methods for laser gyroscope test
_______________________________________________________________________________
1 范围
1.1 主题内容
本标准规定了单轴激光陀螺仪(以下简称陀螺仪)有关术语及性能的测试方法。
1.2 适用范围
本标准适用于陆、海、空及航天等领域中各类运载体上所用陀螺仪的性能测试。三轴激光陀螺仪的性能测试,亦可参照使用。
1.3 应用指南
对本标准所列各测试项目,可根据需要,将若干测试设备相同,测试程序相近的项目统一进行测试,然后再按各项目相应的计算方法对测试数据进行处理。
2 引用文件
GB 321—80优先数和优先数系
GJB 585—88惯性技术术语
3 定义
本标准未定义术语按GJB585的规定。
3.1 激光陀螺仪 laser gyroscope
以萨格纳(sagnac)效应为基础的由环形激光谐振腔构成的测量角速度及角度的装置。当其绕闭合光路等效平面垂线旋转时,相反传输的两光束谐振频率不同,频差正比于谐振腔相对于惯性空间转动的角速度,输出脉冲数正比于转过的角度,检测频差及脉冲数,即可分别知道陀螺仪转动的角速度及转过的角度。
3.2输入轴IA input axis
垂直于闭合光路等效平面的轴。当陀螺仪绕该轴旋转时,将引起最大输出量。
3.3输入基准轴IRA input reference axis
与陀螺仪安装面垂直的轴,名义上平行于输入轴。
3.4输入轴失准角γm input axis misalignment
输入轴与输入基准轴之间的夹角,mrad。
3.5 输入角速率Ω input angular rafe
单位时间内陀螺仪绕输入轴的角位移,也可称为输入速率,(°)/s。
3.6标度因数 K scale factor
陀螺仪输出量与输入量之比。它与闭合环路面积成正比,与光路总长度和工作波长成反比,P/(″)。
3.7标度因数非线性度 Km scale factor nonlinearity
在输入角速率范围内,陀螺仪输出量与输入量的比值相对于标度因数的最大偏差与标度因数之比,ppm。
3.8标度因数不对称度Kn scale factor asymmetry
在输入角速率范围内,陀螺仪正、反方向输入角速率的标度因数差值与其平均值之比,ppm。
3.9标度因数重复性kr scale factor repeatability
在同样条件下及规定间隔时间,重复测量陀螺仪标度因数之间的一致程度。以各次测试所得标度因数的标准偏差与其平均值之比表示,ppm,%。
3.10标度因数温度灵敏度kt scale factor temperature sensitivity
相对于室温标度因数,由温度变化引起的陀螺仪标度因数相对变化量与温度变化量之比,一般取最大值表示,ppm/℃,%/℃。
3.11最大输入角速率Ωmax maximum input angular rate
陀螺仪正、反方向输入角速率的最大值,在此输入角速率范围内,陀螺仪标度因数非线性度满足规定要求,(°)/s。
3.12闭锁阈值Ω lock—in threshold
在未加偏频条件下,陀螺仪输出无响应时的最大输入角速率。它是由陀螺仪谐振腔环路中存在的各种非均匀性引起的腔内反向传输两光束谐振频率间的同步效应,(°)/s。
3.13 阈值Ω threshold
陀螺仪能敏感的最小输入量,由该输入量产生的输出量至少应等于按标度因数所期望输出值的50%,(°)/h。
3.14 零偏B0 bias
当输入角速率为零时,陀螺仪的输出量。以规定时间内测得的输出量平均值相应的等效输入角速率表示,(°)/h。
3.15 零偏稳定性 Bs bias stability
当输入角速率为零时,衡量陀螺仪输出量围绕其均值的离散程度,以规定时间内输出量的标准偏差相应的等效输入角速率表示,也可称为零漂,(°)/h。
3.16 零偏重复性 Br bias repeatability
在同样条件下及规定间隔时间,重复测量陀螺仪零偏之间的一致程度,以各次测试所得零偏的标准偏差表示,(°)/h。
3.17 零偏温度灵敏度 Bt bias temperature sensitivity
相对于室温零偏,由温度变化引起的陀螺仪零偏变化量与温度变化量之比,一般取最大值表示,(°)/h/℃。
3.18 零偏磁场灵敏度Bm bias magnetic sensitivity
由磁场引起的陀螺仪零偏变化量与磁场强度之比,(°)/h/mT。
3.19 随机游走系数 RWC random walk coefficient
由白噪声产生的随时间累积的陀螺仪随机角误差系数,(°)/h1/2。
3.20 预热时间 Tw warm—up time
陀螺仪在规定的工作条件下,从供给能量开始至达到规定性能所需要的时间,s。
4 一般要求
本章无条文。
5 详细要求
5.1 测试条件
5.1.1 标准大气条件
a. 环境温度:15~35℃;
b. 相对湿度:20%~80%;
c. 大气压力:测试场所的气压。
5.1.2 测试场所
a. 测试工作台安装在独立的地基上,场所内温度变化不超过±2℃;
b. 具备精确的地理纬度角以及地理北向基准;
c. 基座振动的频率及幅值,环境的磁场应符合产品规范的要求。
5.1.3 安装条件
陀螺仪安装在测试工作台上的夹具中,宜与实际使用时的安装条件一致。各项测试中的定位精度,由测试工作台及安装夹具的精度来保证,应符合产品规范的要求。
5.1.4 陀螺仪转向规定
俯视转台,转台以逆时针方向旋转时为正转。将陀螺仪安装在转台上,转台正转时陀螺仪输出为正转输出,按右手螺旋定则以四指指向陀螺仪旋转方向,拇指指向陀螺仪输入轴正方向。
5.1.5 陀螺仪轴的规定
LA和NA是激光束平面内两个相互垂直的轴,LA通过陀螺仪中包含单电极(或谐振腔中产生最大增益)激光支路的中心线,NA把包含LA的激光支路一分为二,NA可以被看作是对称轴。LA和NA与陀螺仪输入轴IA正交,且三个轴的正方向满足 的规定;
IRA、LRA和NRA是根据安装确定的基准轴,这三个轴名义上分别与IA,LA,NA平行,且三个轴的正方向满足 的规定,应在陀螺仪壳体上用标记标明这三个基准轴。
5.2 测试设备
5.2.1 测试设备精度要求
测试设备应有产品合格证,并在计量有效期内。
测试设备的精度和频率特性应与陀螺仪的性能要求相匹配。测试设备的系统误差和偶然误差应分别小于陀螺仪相应误差的十分之一和三分之一。
5.2.2 温度试验箱要求
a. 在温度试验箱内陀螺仪处于工作状态时,其定位条件应满足相应精度要求;
b. 陀螺仪安装夹具应具有良好的热传导性;
c. 温度试验箱内的温度由其内部的温度传感器监测。除另有规定外,在陀螺仪处于工作状态时,当其内部热容量最大部件在规定测试温度下,每小时温度变化不大于2℃时,认为陀螺仪工作温度达到稳定状态。或者在规定测试温度下,恒温一定时间后,认为陀螺仪工作温度达到稳定状态。
5.3 测试项目和方法
5.3.1 标度因数
5.3.1.1 测试设备
a. 具有角度读数的速率转台;
b. 陀螺仪脉冲输出测量装置;
c. 陀螺仪脉冲输出记录装置;
d. 计时器。
5.3.1.2 测试程序
a. 使速率转台转轴与地垂线平行,对准精度在若干角分之内;
b. 用夹具把陀螺仪安装在速率转台上,使IRA平行于转台转轴,对准精度在若干角分之内;c. 将陀螺仪与输出测量装置相连接;
d. 转台每转360°,转台上的霍尔传感器发出一个启动或停止计数的脉冲;
e. 按GB 321的R5系列,适当圆整、均匀删除后,选角速率测试点,测试点点数不少于11个,必须包括最大输入角速率点;
f. 接通陀螺仪电源,预热一定时间;
g. 接通陀螺仪检测电路;
h. 每个角速率测试点,转台连续正转m整圈,接着连续反转m整圈,记录正、反转陀螺仪输出脉冲数;
i. 断开陀螺仪电源及其检测电路。
5.3.1.3 计算方法
a. 第i个角速率测试点正、反方向各转m圈的平均脉冲数
(1)
式中: ——第i个角速率测试点、第j圈正、反转360°时的累积脉冲数。
b. 各角速率测试点标度因数
(2)
式中: ——第i个角速率测试点的标度因数,P/(″);
c.标度因数非线性模型方程
(3)
用最小二乘法求得:
(4)
(5)
式中:K——标度因数,P/(″);
W——标度因数变化最佳估值,P/(″)/(°)/s;
——第i个角速率测试点的输入角速率,(°)/s;
n——角速率测试点点数,n≥11。
注:必要时,应考虑转台正、反转一周所经历的时间不同、陀螺仪抖动频率与霍尔传感器发生的脉冲不同步等因素引起的误差。
5.3.2 标度因数非线性度
5.3.2.1 测试设备
测试设备同5.3.1.1条。
5.3.2.2 测试程序
测试程序同5.3.1.2条。
5.3.2.3 计算方法
按式(2)、(4),求得标度因数非线性度
(6)
5.3.3 标度因数不对称度
5.3.3.1 测试设备
测试设备同5.3.1.1条。
5.3.3.2 测试程序
测试开始和结束时,在转台多个对称位置上,分别测试陀螺仪在转台转速为零时输出脉冲数(取采样间隔时间t=100s,采样点数n=3),求其平均值 ,以便在各角速率点的陀螺仪输出脉冲数中扣除。同时,测量转台在各角速率点正、反转一周所经历的时间 。其余同5.3.1.2条。
5.3.3.3 计算方法:
按式(2)、(4)分别求出扣除N。后正转、反转情况下的标度因数值 、 ,从而求得标度因数不对称度
(7)
5.3.4 标度因数重复性
5.3.4.1 测试设备
测试设备同5.3.1.1条。
5.3.4.2 测试程序
按5.3.1.2条的方法,重复Q次测试陀螺仪标度因数,在规定间隔时间内,陀螺仪处于断电状态。
5.3.4.3 计算方法
(8)
式中:Kr——标度因数重复性,ppm;
Kj——第j次测试的标度因数,P/(″),按式(2)、(4)计算;
Q——重复次数。
5.3.5标度因数温度灵敏度
5.3.5.1测试设备
a.带温度试验箱,有角度读数的角速率转台;
b~d.同5.3.1.1条的b~d。
5.3.5.2测试程序
a~c.同5.3.1.2条的a~c;
d.根据陀螺仪实际应用所需要的温度范围,按GB321的R5系列适当均匀选取不少于5个测试温度点,其中包括室温;
e.接通陀螺仪电源,预热一定时间,使陀螺仪温度达到稳定状态;
f.接通陀螺仪检测电路,按5.3.1条的方法测试陀螺仪标度因数;
g.在每个温度测试点,恒温保持一定时间后,再进行测试,为了缩短测试时间,允许减少输入角速率点数量;
h.断开陀螺仪电源及其检测电路。
5.3.5.3计算方法
(9)
i=1,2,3……
式中:Kt—标度因数温度灵敏度,ppm/℃,%/℃;
Ki——第i个温度点的标度因数,P/(″);
K0——室温标度因数,P/(″);
ti——第i个温度测试点时的温度;
t0——室温(23℃)。
5.3.6 最大输入角速率
在5.3.2条标度因数非线性度测试中所用的最大转台角速率即为该陀螺仪的最大输入角速率。
5.3.7 闭锁阈值
5.3.7.1 测试设备
a. 角速率转台;
b. 示波器。
5.3.7.2 测试程序
a. 从极低角速率启动转台,正转方向逐渐增加旋转角速率,直至示波器显示陀螺仪输出信号波形,此时的旋转角速率,即为正向出锁阈值,以 表示;
b.继续增加旋转角速率,然后再缓慢降低旋转角速率,直至示波器上波形消失,此时的旋转角速率,即为正向进锁阈值,以 表示;
c.同理,可测出负向出锁阈值和负向进锁阈值,分别用 和 表示;
d.重复如上测试Q次。
5.3.7.3计算方法
a.分别计算Q次测量的 、 、 、 的均值;
(10)
式中: ——Q次测量的正、负向进锁区阈值的均值,(°)/s;
——第i次测得的正、负向进锁区阈值,(°)/s。
(11)
式中: ——Q次测量的正、负向出锁区阈值的均值,(°)/s;
——第i次测量的正、负向出锁区阈值,(°)/s。
b. 出、入锁区阈值为
(12)
式中: ——入锁区阈值,(°)/s。
(13)
式中:Ω——出锁区阈值,(°)/s;
5.3.8 阈值
5.3.8.1 测试设备
a. 双轴回转台;
b. 陀螺仪脉冲输出测量装置;
c. 陀螺仪脉冲输出记录装置;
d. 计时器、
5.3.8.2 测试程序
a. 用夹具把陀螺仪安装在转台上,使IRA平行于转台转轴,对准精度在若干角秒之内;
b. 调整双轴回转台,让工作台面向南倾斜,其倾斜角为当地纬度;
c. 将陀螺仪与输出测量装置相连接;
d. 取采样间隔时间为τ,采样点数为n,测试时间为T;
e. 接通陀螺仪电源,预热一定时间;
f. 按5.3.10条测试陀螺仪零偏脉冲数 ;
g. 依次改变双轴回转台台面向南倾斜的角度(亦即改变陀螺仪IRA与地轴之间的夹角φi);h. 在每个角度ψi置上,取采样间隔时间为τ,采样点数为n,记录陀螺仪输出脉冲数Nij;
i. 当 时( ,Ni分别为陀螺仪在φi位置实测脉冲数均值和根据标度因数求得的采样间隔时间内陀螺仪输出脉冲数),即可得知陀螺仪阈值Ωt。
5.3.8.3计算方法
a.当陀螺仪IRA与地轴间夹角为ψi时,根据标度因数求得的采样间隔时间内陀螺仪输出脉冲数
(14)
式中:Ωτ——地球自转角速率(15.041(°)/h);
τ——采样间隔时间,s。
b. 当陀螺仪IRA与地轴间夹角为ψi时,陀螺仪实测输出脉冲数均值
(15)
式中:Nij——ψi位置第j次采样陀螺仪输出脉冲数。
c.陀螺仪阈值Ωτ
当 时由式(14),可得
(16)
此时所对应的 最小值即为陀螺仪阈值Ωt。
5.3.9 输入轴失准角5.3.9.]测试设备
a~d. 同5.3.1.1条的a~d;
e. 可调定位夹具。
5.3.9.2 测试程序
5.3.9.2.1 IA在IRA与NRA所在平面内的投影与IRA的夹角αm
a. 使角速率转台转轴与地垂线平行,对准精度在若干角分之内;
b. 将陀螺仪用可调定位夹具安装在转台上,并使NRA平行转台轴,对准精度在若干角秒之内;
c. 将陀螺仪与输出测量装置相连接;
d. 转台每转360°,转台上的霍尔传感器发出一个启动或停止计数的脉冲;
e. 接通陀螺仪电源,预热一定时间;
f. 接通陀螺仪检测电路;
g. 转台以给定角速率正、反方向各转m圈,分别记录陀螺仪输出脉冲数;
h. 为了消除测试夹具误差,将陀螺仪相对夹具绕IRA旋转180°,重复上述测试;
i. 断开陀螺仪电源及其检测电路。
5.3.9.2.2 IA在IRA与LRA所在平面内的投影与IRA的夹角βm。
将LRA平行转台轴,对准精度在若干角秒之内,其余同5.3.9.2.1条的方法。
5.3.9.3计算方法
5.3.9.3.1αm的计算方法
按下式求出陀螺仪绕IRA翻转前、后,正、反方向各转m圈的平均脉冲数
(17)
式中: ——绕IRA翻转前、后,第i圈正、反转时的累积脉冲数。
(18)
式中:αm1、2——绕IRA翻转前、后,IA在IRA与NRA所在平面内的投影与IRA的夹角,mrad。
按下式求出αm
(19)
5.3.9.3.2 βm的计算方法
按5.3.9.3.1条的计算方法,用5.3.9.2.2条测得的输出脉冲数,求出IA在IRA和LRA所确定平面内的投影与IRA的夹角βm。
5.3.9.3.3 γm的计算方法
按下式求出输入轴失准角γm
(20)
注:在有关测试项目中,必要时需考虑输入轴失准角引起的误差。
5.3.10 零偏
5.3.10.1 测试设备
测试设备同5.3.8.1条。
5.3.10.2 测试程序
a~d. 同5.3.8.2条的a~d;
e. 接通陀螺仪电源及检测电路,记录每一采样间隔时间内的累计脉冲数;
f. 断开陀螺仪电源及其检测电路。
5.3.10.3 计算方法
(21)
式中:B0——零偏,(°)/h;
Ni——第i次采样的累计脉冲数;
n——采样点数。
5.3.11 零偏稳定性
5.3.11.1 测试设备
测试设备同5.3.8.1条。
5.3.11.2 测试程序
测试程序同5.3.10.2条。
5.3.11.3 计算方法
(22)
式中:Bs——零偏稳定性,(°)/h。
5.3.12 零偏重复性
5.3.12.1 测试设备
测试设备同5.3.8.1条。
5.3.12.2 测试程序
按5.3.10.2条的方法,重复测试陀螺仪零偏Q次,在规定间隔时间内陀螺仪处于断电状态。
5.3.12.3 计算方法
(23)
式中:Br——零偏重复性,(°)/h;
B0i——第i次测得的零偏,(°)/h。
5.3.13 零偏温度灵敏度
5.3.13.1 测试设备
a~d. 同5.3.8.1条的a~d;
e. 温度试验箱。
5.3.13.2 测试程序
a~c. 同5.3.8.2条的a~c;
d.根据陀螺仪实际应用所需要的温度范围,按GB 321的R5系列适当均匀选取不少于5个测试温度点,其中包括室温;
e. 在每个温度测试点,恒温保持一定时间,使陀螺仪温度达到稳定状态后,按5.3.8.2条的方法测试陀螺仪零偏。
在此测试过程中,陀螺仪始终处于工作状态。
5.3.13.3 计算方法
(24)
式中:Bt——零偏温度灵敏度,(°)/h/℃;
Bi——第i个温度测试点的零偏,(°)/h;
B00——室温零偏,(°)/h。
5.3.14 零偏磁场灵敏度
5.3.14.1 测试设备
a~d. 同5.3.8.1条的a~d;
e. 磁场发生器。
5.3.14.2 测试程序
a. 将陀螺仪放在磁场发生器中;
b. 加磁场前,按5.3.10.2条的方法测陀螺仪零偏;
c. 沿陀螺仪LRA、NRA和IRA三个方向上分别施加磁场后,分别测试陀螺仪零偏。
5.3.14.3 计算方法
(25)
式中: ——分别沿陀螺仪LRA、NRA和IRA方向加磁场时,陀螺仪的零偏磁场灵敏度,(°)/h/mT;
——加磁场后陀螺仪零偏,(°)/h;
B0——加磁场前陀螺仪零偏,(°)/h;
Hb——磁感应强度,mT。
5.3.15 随机游走系数
5.3.15.1 测试设备
测试设备同5.3.8.1条。
5.3.15.2 测试程序
按5.3.10.2条的方法,以采样间隔时间τ1测得的脉冲构成的序列为初始样本序列;在初始样本序列基础上,依次成倍加长采样间隔时间 得到新的样本序列;对每一样本序列求陀螺仪零偏稳定性 ;再对 组成的序列,求陀螺仪随机游走系数。
5.3.15.3 计算方法
a. 零偏稳定性模型方程
(26)
式中: ——零偏稳定性,(°)/h;
τk——采样间隔时间,s。
b.用最小二乘法对 序列做统计计算,可求得
(27)
式中:RWC——随机游走系数,(°)/h1/2。
附加说明:
本标准由国防科工委综合计划部提出。
本标准由国防科工委军用标准化中心归口。
计划项目代号:3JB11。