零偏稳定性

摘要： 设计对比分析实验并搭建测试系统,获得商品化微机械陀螺仪零偏稳定性对恒温(-40、25、60°C)和温度循环(-40~60°C)载荷的响应规律。恒温载荷下,石英基微机械陀螺仪零偏稳定性计算值在40(°)/h以下,硅基微机械陀螺仪零偏稳定性计算值约在150~670(°)/h的大范围之内。硅基陀螺仪的零偏稳定性计算值与温度基本呈正相关趋势且线性度较好,石英基陀螺仪与之相反。零偏稳定性值在温度循环交变的温度载荷下比在恒温载荷下大几十倍,结构设计和封装工艺等方面得到较好优化的陀螺仪可以有效避免这种负面影响。该研究为微机械陀螺仪零偏稳定性优化提供了对比测试数据和优化方向建议。

摘要： 激光捷联惯导系统上电启动时,陀螺受温度影响其零偏会经历快速变化到逐渐稳定的过程,影响惯导系统应用精度。因此,提出了一种基于粒子群-反向传播神经网络(PSO-BP)的激光陀螺温度补偿方法,利用粒子群算法寻找神经网络模型的最优权值与阈值,以温度和温度梯度作为自变量,建立陀螺零偏输出的补偿模型。激光惯导系统工作温度范围内的温度试验结果表明:与传统反向传播神经网络算法相比,所提出的PSO-BP神经网络模型的速度提高了4倍,模型拟合精度更高,且避免了反向传播算法易陷入局部最优解的问题。经过粒子群-反向传播算法补偿后,陀螺零偏稳定性相比温补前提高了60%,进一步验证了模型的有效性。

摘要： 在应用系统的牵引及光学器件技术的推动下,工程化光纤陀螺朝着小型化、轻量化、高精度方向发展,设计了一种基于新型超细径(60/100)光纤制作的高精度光纤陀螺。相比于传统细径保偏光纤,新型超细径光纤可增加光纤的抗弯曲程度,也可使光纤环圈的绕制半径减少;同时,由于光纤变细,光纤环厚度减小,当环境温度改变时,内外层光纤温度差减小,有利于改善光纤陀螺环圈全温性能,提高光纤陀螺温度特性。首先研究了新型超细径光纤纤芯、包层结构设计,在此基础上为针对性提高涂覆胶体、绕环胶体材料的可靠性,建立了胶体材料性能随时间退化的模型;随后,基于上述新型光纤和小型化宽谱ASE光源,成功搭建了高精度光纤陀螺仪样机,陀螺整机尺寸为70 mm×70 mm×35 mm,陀螺测试零偏稳定性可达0.007°/h,可以满足陀螺小型化、轻量化、高精度需求。

摘要： 针对光纤陀螺尺寸、重量、成本等指标无法满足轻小型高精度应用需求的问题,采用集成化手段实现光纤陀螺综合性能提升逐步成为了目前的研究热点.首先分析了国内外干涉式光纤陀螺几种典型的集成方案:主要分为光学器件集成和敏感环圈集成,重点梳理了集成化光纤陀螺在设计方法、制造工艺以及样机研制方面的最新研究成果;随后介绍了所在科研团队在集成化光纤陀螺核心部件和原理样机方面的研究进展,阐述了集成化光学陀螺优化设计方案.优化设计后的陀螺零偏稳定性达到0.048°/h,整机尺寸仅为35 mm×35 mm×35 mm;最后对集成化光纤陀螺的发展趋势进行了展望,指出基于光学器件集成的光纤陀螺具有极佳的综合性能优势,有望在短期实现系统的快速应用.

摘要： 硅微陀螺的精度受限于其本身存在的各种误差,本文重点围绕起决定作用的确定性误差,通过圆片级真空封装、刚度非线性抑制和消除、闭环控制、误差补偿等关键技术研究,从原理上弥补了确定性误差导致的硅微陀螺精度损失,实现了零偏稳定性达5.12°/h的高精度硅微陀螺。论文的主要研究工作和创新点如下。

摘要： 微型半球陀螺采用静电激励和电容检测技术实现陀螺的振型控制及信号读取,电容间隙的装配工艺是陀螺的关键工艺之一。该文对采用平面电极的微型半球陀螺装配工艺进行了探索,并根据谐振子的结构尺寸计算了装配误差的控制范围,设计了一种采用精密垫片实现微小间隙的装配方法,该方法通过垫片的厚度控制电容间隙。对采用此方法装配的陀螺电容间隙进行测量,并测试了封装后的陀螺性能,结果表明,电容间隙可控制在(12±3)μm。在力平衡模式下,陀螺样机的零偏稳定性达7.3(°)/h,量程为±300(°)/s,验证了装配方法的可行性。

摘要： 为解决闭环光纤陀螺光路中存在偏振串扰,导致光纤陀螺精度受到影响的问题,本文在变温环境下对光纤陀螺输出及零偏不稳定性进行了实验研究.从实际工程应用的角度,通过光学矩阵的方法对光路中的光学器件、熔接点以及光纤环中的偏振串扰点进行描述,并引入随温度变化的保偏光纤双折射变量,建立不同环境温度下光纤陀螺光路模型.结果表明:实验结果与理论估算基本一致,验证了模型的准确性.研究成果可以作为评价光纤陀螺光路是否存在缺陷的一种途径.

摘要： 为了进一步提高MEMS陀螺的动态范围和振动环境适应性,以加速其工程化应用步伐,研究了陀螺振动误差,提出了一种新型MEMS陀螺结构.MEMS陀螺仍然采用了音叉结构形式,同时采用了工字型框架和隔离结构,从而提高了陀螺结构的稳定性和抗振动性能,并降低了残余应力对陀螺影响.理论分析了驱动和检测模态频差对标度因数非线性的影响,并基于理论和实验分析了振动环境中的角振动对陀螺性能的影响.在此基础上,进行了陀螺的模态优化设计,以进一步减小了陀螺的振动灵敏度,并使其具有大动态范围.MEMS陀螺采用了SOI圆片制备,并采用了圆片级真空封装技术实现陀螺芯片的真空封装.MEMS陀螺芯片和ASIC芯片叠装在陶瓷管壳内,体积为11.4×11.4×3.8 mm3.实验结果表明,MEMS陀螺的测量范围为±7200(°)/s,零偏稳定性为12.2(°)/h(1σ).随机振动环境下(7.6grms),该陀螺的振中零偏变化量小于10.0(°)/h,振中的零偏稳定性小于24.0(°)/h,是原陀螺的1/5.

摘要： 在谐振式光纤陀螺中,调节光源输出频率会给光源带来频率噪声而降低陀螺精度.为避免该频率噪声带来的影响,本文研究了一种基于PZT光纤相位调制器的腔内锁频方案.本文详细介绍了腔内锁频的原理,搭建了一个采用压电陶瓷进行腔内锁频的透射式谐振式光纤陀螺,对其进行了测试并与激光器锁频方案下的实验结果进行对比.陀螺输出零偏稳定性达到18.181°/h,角随机游走系数(ARW)为0.05781°/√h.

摘要： 谐振式光学陀螺(Resonator Optic Gyro,ROG)是基于Sagnac效应产生的谐振频率差来测量旋转角速度的一种新型光学传感器.本文选用体积小、线宽窄、波长可调谐的外腔半导体激光器(External Cavity Laser Diode,ECLD)来构建陀螺系统,有助于ROG的小型化和集成化,在信号检测上采用电流调制解调方案取代传统的相位调制方案,进一步简化了系统光路结构,同时电流调制方案具有调制频差大、陀螺检测灵敏度高等技术优势.对谐振曲线和不同调制电流幅值下的解调曲线进行了理论分析和仿真,得到了对应陀螺最大灵敏度的调制电流,控制方案上采用基于数字信号处理器的频率跟踪锁定方案,搭建了陀螺信号检测电路并进行了实验验证,最后,对陀螺系统进行了动态和静态测试,测得陀螺标度因数为1.61,600s时间内的零偏稳定性为2.7°/s.

摘要： 光纤陀螺本身存在着诸多噪声源,考虑到其作为惯性导航系统的核心器件,陀螺的噪声和零偏稳定性成为系统性能实现的关键.为抑制陀螺的噪声、提高随机游走系数(RWC)性能,本文分析了影响陀螺随机游走系数的几种重要因素,提出了可通过匹配光纤陀螺参数、选择合适的调试技术来降低RWC,提高陀螺性能的方法.设计影响RWC的相关实验,在大量实测数据分析的基础上,通过光纤陀螺匹配合适参数,提高了陀螺RWC的性能水平.另外,在分析实验得到的陀螺采样时各采样参数数据,确定了各采样参数和RWC的关系,随后提出了一种合理确定陀螺采样占空比的方法.

摘要： 微机电惯性测量组合(简称MEMS惯组)的输出零位会随着环境温度的变化产生电信号漂移,其角速率和加速度信号的温漂与系统启动时刻温度值、温度变化快慢、变化幅度等因素发生复杂的关联,致使要寻找一个惯组稳定零位输出的系统温补数学模型是件极为困难的事情.由于每台惯组或者同台惯组不同的通道物理特性各异,确立一个通用的以克服温漂效应的惯组零位输出补偿数学模型,并根据每台惯组的各个通道的温度变化曲线进行仿真计算,确定各通道补偿系数完成相应的温度补偿,而确保系统稳定运行就显得尤为重要.本文所提出的温度补偿方法,即参照通用温度漂移数学模型，对测量数据按照零次量、一次量和二次量三种类型分别具体建模，确定补偿系数并通过单片计算机程序进行软件补偿对提高MEMS惯组全温范围内的零偏稳定性指标是有效的.

摘要： 倾角传感器在工程机械领域得到广泛使用,各类问题与故障逐渐显现.本文通过试验与测试,对倾角传感器的精度、零偏稳定性、温度特性、振动冲击进行分析研究,并对多发故障原因进行分析,提出解决思路.

摘要： 针对静电驱动电容检测式微机械陀螺,设计并实现了一种高性能的测控系统.系统采用电荷放大器实现微弱电容检测,并利用高频调制解调技术避免了检测电路中低频噪声的影响.在驱动控制上,应用自动相位控制技术使驱动信号频率跟踪驱动模态自然频率的变化,应用自动电平控制技术保持驱动模态振动幅值的恒定.通过双相镇定放大的方法确定了解调参考信号的相位,进而实现了敏感模态输出信号的相干解调.基于FPGA对所设计的系统进行了硬件实现,并结合课题组自研陀螺进行了测试,结果显示,常温下微机械陀螺零偏稳定性达到了10.878(°)/h.

摘要： 对于光纤陀螺寻北系统,其精度主要取决于光纤陀螺的精度,而光纤陀螺的精度叉与零偏稳定性,随机游走系数、分辨率等自身参数有关系。本文详细推导了光纤陀螺主要参数与寻北精度的关系式,最后给出了寻北系统精度与总寻北时间有关的结论。

摘要： 本文针对工程实际的需要，通过对闭环光纤陀螺模型参数的对比研究，来分析闲环光纤陀螺零偏稳定性的变化，并利用Allan方差来具体分析闭环光纤陀螺的输出误差特性中的角随机游走、零偏不稳定性、速率漂移斜波等的变化，从中找出规律性的关系。

摘要： 本文利用琼斯矩阵建立闭环消偏光纤陀螺的数学模型,对单模光纤线圈中的非互易双折射效应进行了较全面的分析,并提出了相应的抑制措施.测试结果表明,所研制的闭环消偏单模光纤陀螺的零偏稳定性为0.27°/h.

摘要： 本发明涉及一种兼顾小零件稳定性的光电零件储运托盘，包括盘状主体，主体包括板状底部和垂直设于底部周向外缘的围边，其特征在于：底部上设有两块相互平行的条状支撑板，且支撑板垂直于底部设置，两块支撑板沿长度方向的相同位置分别设有向上开口的凹槽，凹槽具有平行于底部平面的槽底平面，底部上设有位于两支撑板之间的插袋，插袋的开口方向平行于底部平面。本发明的光电零件储运托盘尤其适用于条状且底面为平面的光电零件主体及附属小零件，一方面零件主体可以稳定的卡设在支撑板凹槽中，避免在托盘移动过程中滑动。另一方面，托盘底部设置的插袋中可以容置易损小零件，限定小零件的位置，防止小零件四处滑动碰撞支撑板和围边而受损。

摘要： 本发明涉及一种加速度传感器(100)，其具有：传感器质量块(120)，其借助于弹簧元件(130)设置在基板(120)上方并可沿运动轴(x)移动；第一微调电极(140)，其与传感器质量块(120)相连接；以及传感器电极(160)，其与传感器质量块(120)相连接。此外，加速度传感器(100)还具有：第二微调电极(150)，其与基板(110)相连接并对应于第一微调电极(140)；以及检测电极(170)，其与基板(110)相连接并对应于传感器电极(160)。在此，传感器电极(160)和检测电极(170)适合于使传感器质量块(120)沿运动轴(x)偏移，并测量该偏移以及由该传感器电极(160)和检测电极(170)施加在传感器质量块(120)上的第一静电力。通过在第一微调电极(140)和第二微调电极(150)之间施加微调电压，在传感器质量块(120)上产生第二静电力。

摘要： 叙述了基于负载在氧化铝上的钴的费托催化前体的制备方法，所述氧化铝任选地含有多达10wt％的二氧化硅，所述方法包括：a)用硅化合物处理氧化铝，所述硅化合物选自具有通式(I)Si(OR)4－nR’n的那些，其中n为1～3，其中，R’选自具有1～20个碳原子的伯烃基；其中，R选自具有1～6个碳原子的伯烃基；b)干燥并随后煅烧在步骤(a)结束时所得到的改性的载体，从而获得硅烷化载体；c)随后将钴沉积到在步骤(b)结束时所得到的硅烷化载体上；d)干燥并随后锻烧在步骤(c)结束时所得到的负载的钴，从而获得所述最终的催化前体；上述最终的催化前体中衍生自具有通式(I)的化合物的SiO2含量为4.5～10wt％。

摘要： 本发明涉及一种兼顾小零件稳定性的光电零件储运托盘，包括盘状主体，主体包括板状底部和垂直设于底部周向外缘的围边，其特征在于：底部上设有两块相互平行的条状支撑板，且支撑板垂直于底部设置，两块支撑板沿长度方向的相同位置分别设有向上开口的凹槽，凹槽具有平行于底部平面的槽底平面，底部上设有位于两支撑板之间的插袋，插袋的开口方向平行于底部平面。本发明的光电零件储运托盘尤其适用于条状且底面为平面的光电零件零件主体及附属小零件，一方面零件主体可以稳定的卡设在支撑板凹槽中，避免在托盘移动过程中滑动。另一方面，托盘底部设置的插袋中可以容置易损小零件，限定小零件的位置，防止小零件四处滑动碰撞支撑板和围边而受损。

摘要： 本实用新型涉及一种兼顾小零件稳定性的光电零件储运托盘，包括盘状主体，主体包括板状底部和垂直设于底部周向外缘的围边，其特征在于：底部上设有两块相互平行的条状支撑板，且支撑板垂直于底部设置，两块支撑板沿长度方向的相同位置分别设有向上开口的凹槽，凹槽具有平行于底部平面的槽底平面，底部上设有位于两支撑板之间的插袋，插袋的开口方向平行于底部平面。本实用新型的光电零件储运托盘尤其适用于条状且底面为平面的光电零件零件主体及附属小零件，一方面零件主体可以稳定的卡设在支撑板凹槽中，避免在托盘移动过程中滑动。另一方面，托盘底部设置的插袋中可以容置易损小零件，限定小零件的位置，防止小零件四处滑动碰撞支撑板和围边而受损。

摘要： 本发明公开了一种用于硅微机械陀螺的零偏稳定性提升方法及装置，方法步骤如下：1）实时获取硅微机械陀螺检测信号的正交耦合误差幅值；2）将正交耦合误差幅值作为控制量，闭环反馈控制输入硅微机械陀螺检测电极的静电刚度调整电压，当环境因素发生变化时通过静电刚度调整电压的变化量修正硅微机械陀螺的耦合刚度因环境因素发生的改变量；装置包括用于获取硅微机械陀螺检测信号的正交耦合误差幅值的正交误差幅值获取单元和用于向硅微机械陀螺输出静电刚度调整电压的静电刚度调整控制单元。本发明能够显著提升硅微机械陀螺的零偏稳定性和检测精度，具有调整实时性好、驱动电压小、效率高、成本低、功耗小、使用简便等优点。

摘要： 本发明涉及一种改善高精度光纤陀螺全温零偏稳定性的方法，通过在光纤环内外设置温度采集点，对温度采集点进行实时采集，得到温度数据；建立相应温度权重模型，并对模型中的权重进行设置；剔出故障温度点及温度信息并实时调整温度权重模型参数；最后将补偿参考温度点设置在光纤陀螺工作温度范围外，计算补偿系数，根据补偿系数对光纤陀螺各个温度点的输出进行补偿，同时计算解调值和输出各个温度的输出值。本发明有效的提高高精度光纤陀螺全温零偏稳定性，并减少或消除高精度光纤陀螺升温和降温过程中输出曲线不一致的情况。经过测试本发明同时减少或消除高精度光纤陀螺全温标度测试时升温和降温过程输出曲线不一致以及输出迟滞的问题。

摘要： 本发明涉及一种基于一种基于多项式拟合技术的提高光纤陀螺零偏稳定性方法，方法包括以下步骤：一是建立多项式拟合补偿模型；二是选取多项式拟合补偿参数。本发明建立一种基于多项式拟合技术的提高光纤陀螺零偏稳定性方法。该方法基于多项式补偿方法，量化了补偿相关参数，解决了光纤陀螺零偏容易受到温度变化影响的难题，降低了温度对光纤陀螺精度的影响。主要内容涉及建立光纤陀螺零偏补偿多项式拟合补偿模型和选取多项式拟合补偿参数两个方面。

摘要： 微陀螺测量系统及采用该系统测量零偏稳定性的方法，涉及微陀螺芯片的性能测试技术。它为了解决现有技术中缺少针对微陀螺芯片性能进行大量数据测试与比较的系统，导致对微陀螺的选择只能基于数据手册上的性能指标的问题。本发明采用STM32F103C8型芯片作为核心处理器与微陀螺进行通信，首先对微陀螺进行配置，然后将微陀螺测得的角速度等信息通过无线方式发送至上位机，再由上位机对数据进行处理，通过Allan方差来计算得到微陀螺的零偏稳定性。本发明结构简单，能够采集大量的微陀螺测得的数据，并通过软件对数据进行处理，得到微陀螺的零偏稳定性为微陀螺的选用提供可靠依据。本发明适用于微机械陀螺的应用。

摘要： 本发明公开了一种用于硅微机械陀螺的零偏稳定性提升方法及装置，方法步骤如下：1）实时获取硅微机械陀螺检测信号的正交耦合误差幅值；2）将正交耦合误差幅值作为控制量，闭环反馈控制输入硅微机械陀螺检测电极的静电刚度调整电压，当环境因素发生变化时通过静电刚度调整电压的变化量修正硅微机械陀螺的耦合刚度因环境因素发生的改变量；装置包括用于获取硅微机械陀螺检测信号的正交耦合误差幅值的正交误差幅值获取单元和用于向硅微机械陀螺输出静电刚度调整电压的静电刚度调整控制单元。本发明能够显著提升硅微机械陀螺的零偏稳定性和检测精度，具有调整实时性好、驱动电压小、效率高、成本低、功耗小、使用简便等优点。