瞄准级光纤陀螺

光纤陀螺是一种具有广泛用途的固态旋转传感器，而且在新的方案中，它还将成为环形激光陀螺的有力竞争对手，光纤陀螺将会大量生产，以代替有方案中的陀螺转子技术，光纤陀螺的高可靠性，输入轴高稳定性及加速度的低灵敏度，将在很长一段时间保持它的先进性，ＡｌｌｅｄＳｉｎｇｎａｌ设计瞄准光纤陀螺（ＰＧＦＯＧ）来代替它目前制造一种高性能机械陀螺仪，精细的隔热设计，陀螺组合技术，光源强度噪声抑制方法和光源波长控制已发展     

用于稳定光电瞄准线的动调陀螺

商业市场中的动调陀螺（DTG）主要是作为一种低成本、小体积的双轴速率敏感器用在战术导弹上，且在这一领域被广泛应用。动调陀螺也适用于稳定光电瞄准线，尽管有关该领域的文献很少，初看起来，该陀螺似乎采用的是普遍应用于单轴积分陀螺中的相同的锁定回路技术，但不管怎样，它们还是存在很微妙但却很重要的差别，不注意这些差别可能会导致陀螺性能降低或失效，有关这些内容及DTG在瞄准稳定系统中应用的其它问题将被讨论，讨论内容也将包含工作原理，接口电路，锁定回路设计及光电系统中典型误差源分析。     

陀螺漂移伺服测试和连续伺服翻滚漂移系数分离

陀螺伺服测试，由于能真实的模拟陀螺在平台式惯导系统中的工作状态，而被广泛的应用，对于惯性级平台式陀螺来讲，优为如此。陀螺伺服测试主要用来测试陀螺的长期漂移性能和漂移系数分离。本文在建立双轴陀螺数学模型的基础上，设计了双轴陀螺在单轴伺服转台上进行漂移测试和极轴翻滚的试验方案；分析推导了双轴陀螺在单轴伺服条件下，陀螺漂移测试和漂移系数分离的数学模型方程。本文分析推导的结论，是进行陀螺伺服测试的理论基础。该结论也经过了单轴伺服漂移测试的实际验证，因此，在工程上具有重要的现实意义。     

双轴挠性速率陀螺

 一个高速旋转的挠性圆片,代替了常规速率陀螺中的转子、框架、阻尼器和弹簧。它可以敏感输入平面内任意方向的角速度,构成一个双轴速率陀螺。本文介绍它的结构和作用原理;用拉格朗日方程建立它的运动方程式和传递函数方块图;分析挠性片在陀螺力矩作用下的弯曲变形规律和仪表的动态特性,说明电阻尼校正原理;文末列举具体的性能数据指出这种陀螺的主要特点并展示其应用前景。     

一种新型的低噪声硅微机械陀螺电容读出电路

陀螺系统的微机械敏感结构部分的性能提升受到成本、工艺的限制，有较高难度，故提升接口电路的各项性能成为提升整个系统性能的关键。因此，电容读出电路作为微机械陀螺系统中非常重要的组成部分，该电路性能的优劣直接决定着陀螺的测量精度。为实现硅微陀螺高精度检测，设计了一款低噪声的电容读出电路。在陀螺与读出电路之间设计斩波开关，基于斩波技术进行低噪声设计，采用相关双采样技术用来降低关键的第一级放大电路的低频闪烁噪声和开关噪声。采用了一种简化的陀螺测试模型，用于读出电路的独立测试。读出电路在0.18μm CMOS工艺下设计流片，测试结果表明，该电容读出电路输出噪声为-122.8dBV/Hz1/2，可实现0.06aF/Hz1/2的电容分辨率。     

微型振动陀螺的研究开发与评价

简要介绍了微型陀螺的结构、工作原理，并以微型陀螺的振动特性为中心介绍了评价装置、评价方法及其结果。     

民用低成本光纤陀螺

本文阐明了在中等精度惯性测量系统中开环光纤陀螺所具有的优势，叙述了这种陀螺光学功能块的工作原理和一种高效率利用成本的陀螺电子线路，就高生产速率而言这种陀螺在设计上也是最佳的。另外，概述了一种模块化设计原理，即用具有较低研制成本和生产 任意类传感器实用户特殊的惯性测量系统。     

低成本光纤陀螺的研究

为了满足低精度光纤陀螺应用需求，利用廉价的单模光纤及退偏技术组成一开环光纤陀螺是一种比较适合的方案。本论文对开环退偏光纤陀螺中的退偏器特性及由此组成的开环光纤陀螺作了工程应用研究。研制的光纤陀螺具有低成本的优势，产品的一致性较高，精度达到2／h左右。     

光纤陀螺惯导稳定平台与旋转调制方法

光纤陀螺仪在随机误差方面表现出极佳的性能优势,但受限于其标度因数不理想的现实。针对航海用长航时、高精度光纤陀螺惯导系统的使用需求,设计了基于光纤陀螺数字信号实现载体三维角运动隔离的同时完成惯性测量装置的旋转调制功能,可有效减小光纤陀螺标度因数误差与载体运动角速度的耦合误差,同时充分发挥光纤陀螺随机游走小的精度优势。理论仿真验证了光纤惯导稳定平台加旋转调制方法的优越性和可行性,为光纤陀螺惯导系统在高精度导航领域中的应用提供了技术基础。     

双轴陀螺稳定平台抖动现象分析研究

雷达导引系统简称雷达导引头，是导弹自动寻的制导系统中的关键部件，而雷达导引头的核心就是一个双轴陀螺稳定平台，它是角度跟踪回路的执行机构，具有实现目标角度跟踪、空间稳定、角位置预定和空域搜索的功能。本文基于对双轴陀螺稳定平台动力学方程、传递函数、非线性系统的分析研究，就双轴陀螺稳定平台在实现目标角度跟踪过程中出现的抖动现象，阐述了机理；同时，通过大量的试验验证，提出了完善和改进产品的工艺措施，从而消除了平台在目标角度跟踪过程中出现的抖动现象，满足了系统的使用要求。本文的分析研究结论，在工程上具有重要的现实意义。     

双轴和三轴多路开环光纤陀螺

大多数测量角速率的陀螺应用需要两个或三个轴的陀螺构成一个组合。采用光纤陀螺技术的优点之一是可以低成本地设计多轴的陀螺组合,减少不必要的体积和电源调查。本文讨论了一种三轴开环光纤陀螺的设计,及静态漂移,刻度因数和噪声的测量结果。     

一种双轴旋转惯性导航系统的重要参数快速自标定方法

为了提高双轴旋转惯导重要参数标定的快速性和精度，提出一种快速自标定方法。通过设置不同的标定路径可以在10 min内完成陀螺和加速度计的零偏以及标度因数误差的标定。该方法利用基于姿态误差观测的卡尔曼滤波完成陀螺零偏的估计。通过六位置翻滚并以速度误差作为观测量进行卡尔曼滤波，完成加速度计的零偏及标度因数误差的标定。使天向陀螺绕方位轴旋转4周，使水平陀螺绕水平轴转动4周，通过计算旋转前后的姿态误差完成陀螺标度因数误差的估计。仿真和试验结果表明，该方法可以实现双轴旋转惯导重要参数10 min内完成自标定，且具有较高的精度。     

可替代机械陀螺的光纤速率陀螺

光纤陀螺在两个方面正在取代机械陀螺：一是新设计的应用，二是已有的应用陀螺场合。光学陀螺所具有的高可靠性、对重力g的不敏感性和对振动、冲击的容限，使其特别适合于车辆、军事上的应用。基于Sagnac干涉效应，如环形激光陀螺、光纤陀螺的概论已有十十年之久了。它有闭环和开环两种结构，但由于闭环结构成本较高，目前只利用开环光纤陀螺取代机械速率陀螺。我们开发了一系列低成本光纤陀螺，它们基于全光结构，采用椭芯的保偏光纤、方向耦合器和偏振器。开环光纤陀螺是以最小结构的形式构成的。激光光束在光纤敏感相向传输，它们是完全互逆的。早期的形式采用方向耦合器隔离激光光源和光探测器，一个偏振器用来确保一个模式分布，而第二个耦合器作为与光纤环的接入口，在光纤环的一端加上一个压电陶瓷相位调制器以进行调制，以便同步检测干涉仪的输出。光源探测器处的耦合器不属于最小结构中的一部分，它可以通过用光源的反向的探测器取消。目前许多激光光源被用于这样一个探测光输出的探测器，由于陀螺转动信号是调制信号，很容易与恒定的激光输出信号分开。我们这种结构的FOG为简化最小结构（RMC），比较两种开环结构可以看出：两者之间没有明显的区别，但从性质上分，在RMC结构中，激光器工作在接近阈值的点，因而在光谱上比较窄。在光陀螺中希望有一个宽带的光谱，可以避免由于绕环导致的偏振起伏，从而引起偏置的不稳定性。这也就限定了RMC结构在一些高精度的陀螺应用。光纤陀的特性可以通过选择光纤的长度、环的直径和激光功率在一个比较大的范围内调整，以适应不同的应用要求，而不需要改变其结构。光纤陀螺从本性上为宽带的，其输出谱特性可以由简单的模拟滤波器、扩展伺服回路的动态特性加以控制。与简单的机械陀螺相比，这一宽带特性可以扩展为非常低的频率，从而改善定位精度。我们已生产了1000多套这两种结构的光纤陀，本文将提供Allan变化，随温度变化的偏置、刻度因数的线性数据，典型的特性参数如下：也许光纤陀螺应用最大的限制为刻度系数，因为Sagnac干涉仪的灵敏度领先光纤长度乘以直径，并且几何尺寸和在敏感轴垂直平面上投影使光纤陀螺改型应用的困难得以克服。在带宽限制范围内，光纤陀螺可以在众多的系统中应用。     

惯性级光纤陀螺的研制

利顿公司目前正在生产性能的１°／ｈ的光纤陀螺和以这种陀螺为基础的测量装置。光纤技术的下一个产品应用对象是用在惯性导航系统中的陀螺。这些惯性级陀螺的性能要求为０．００３°／ｈ，保证０．８ｎｍｉ／ｈ的惯性导航系统误差。     

新型磁悬浮振动陀螺的设计与分析研究

振动陀螺是一种利用哥氏效应检测角速度的传感器,其谐振子的结构精度和阻尼均匀性限制了陀螺性能的提升。为减小谐振子结构与支撑锚点的影响,提出了一种全新概念的磁悬浮振动陀螺。该陀螺利用电磁悬浮的方法将谐振子悬空,从而简化了谐振子为无支撑锚点的集中质量块,降低了其结构精度要求,消除了机械结构阻尼,最终达到提升陀螺性能的目的。基于经典振动陀螺模型,理论分析了磁悬浮振动陀螺的基本工作原理,并说明了谐振子误差对陀螺性能的影响规律,设计了新型磁悬浮振动陀螺的结构,并对该结构的磁感应强度进行了仿真分析。仿真结果证明,悬浮质量块振动稳定,具有较好的磁场均匀性。最后对陀螺样机进行了测试,其固有频率为20Hz,标度因子约为1.6mV/[(°)/s],测试结果验证了所提磁悬浮振动结构的陀螺效应。     

低成本战术级光纤陀螺惯性测量装置

Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ公司根据与美国空军的合同，正在研究一种基于光纤陀螺的小型你成本战术级光纤陀螺惯性测量装置，研究的重点在于降低成本而性能仍能保持在给足的性能范围内，本文综述了设计方案、系统设计和初步试验的结果。     

一种外环水平结构双轴光纤惯导系统旋转方案设计方法

目前国内外长航时高精度自主惯导系统多采用双轴旋转调制自动补偿技术,而旋转方案设计对系统导航精度影响至关重要.双轴惯导系统按结构可分为外环水平结构和外环航向结构两类.分析了外环水平结构双轴惯导系统在旋转方案设计中的局限性,考虑到光纤陀螺输出特性,指出外环水平结构双轴光纤惯导系统不宜采用传统旋转方案,并提出了一种该类双轴光纤惯导系统的旋转方案设计方法,最后对所设计旋转方案与十六位置旋转方案进行试验对比,试验表明此设计方案导航精度提升了71％.     

环形激光陀螺关键制造工艺

环形激光陀螺(RLG)是应用激光原理制成的一种感测角速度的装置,由于采用“无质量”的光作为敏感介质,并几乎取消了全部活动件,与采用自旋转子的机械陀螺相比,是一种全固态新型陀螺。环形激光陀螺是捷联式惯性系统的理想元件,近10年来在军机和民机用的大部分惯导系统中,激光陀螺已明显占统治地位;估计在今后20年内,它将成为在惯性系统中占优势的陀螺类型,     

SERF陀螺气室温度对碱金属谱线漂移的影响

SERF陀螺具有高精度、小体积和双轴输出等特点，是新型陀螺技术中重要的发展方向之一。SERF陀螺中，碱金属气室的吸收峰谱线变化对SERF陀螺性能具有重要影响。重点研究了SERF陀螺原子气室温度对87Rb吸收谱D1线和D2线谱线移动的影响，随着温度变化，D1线和D2线有着相反的移动方向，频率移动系数分别为30.4MHz/K和-45.4MHz/K。碱金属吸收谱线移动会引起泵浦激光极化原子效率降低，进而导致SERF陀螺零偏稳定性变差。     

磁滞陀螺马达的转速不稳定性及其改善方法

陀螺转子的转速稳定性,在精密陀螺设计中,是个极重要的问题,目前,磁滞马达所以在国防和其他一些重要技术领域中获得广泛应用,主要原因之一,即认为它具有转速恒定之优点。但实践中发现,磁滞马达的实际转速并非恒定,在其同步转速附近尚存在一寄生性低周振荡。这种振荡给陀螺性能带来了极有害的影响。