本发明专利技术公开了一种三轴斜置型光纤陀螺仪惯性测量装置温控系统，加热片和第二温度传感器安装于加热片安装结构上，隔热罩设于加热片安装结构与磁屏蔽罩之间，加热片安装结构和隔热罩均固定于磁屏蔽罩上；光纤陀螺仪的光路处设有第一温度传感器。本发明专利技术还公开了一种三轴斜置型光纤陀螺仪惯性测量装置温控方法，第二温度传感器获取腔体温度信号，将腔体温度信号输出至电子箱体；第一温度传感器获取光路温度信号，将光路温度信号输出至电子箱体；电子箱体根据腔体温度信号控制加热片的工作状态，实现对光纤陀螺仪腔体的温度控制，同时根据光路温度信号进行温度补偿。本发明专利技术温控过程安全稳定，能提高温补精度。能提高温补精度。能提高温补精度。
【技术实现步骤摘要】
一种三轴斜置型光纤陀螺仪惯性测量装置温控系统和方法
[0001]本专利技术涉及一种三轴斜置型光纤陀螺仪惯性测量装置温控系统和方法，适用于航天导航与制导，属于惯性测量
技术介绍
[0002]光纤陀螺仪具有环境适应性强、可靠性高、精度高、体积小等诸多优点，作为惯性测量和导航系统最重要的器件之一，其测量精度的高低直接影响惯性导航系统的精度。环境温度、扰动、气压等因素都会对光纤陀螺仪精度产生影响,其中环境温度的影响尤为重要。因此，在进行惯性测量装置系统设计时需要考虑环境温度对导航精度的影响。
[0003]目前，国内的惯性测量系统改善外部环境温度对光纤陀螺仪精度影响的主要措施是温度补偿方法，该方法主要是通过在软件中设置固定的参数补偿光纤陀螺仪输出与环境温度的相关性。
[0004]现有技术中，针对三轴斜置型光纤陀螺仪温度控制方法存在如下问题：
[0005]第一、目前光纤陀螺仪温度补偿对提高陀螺仪表零位和标度因数全温范围内的精度有一定作用，但若想利用温度补偿大幅度提高仪表精度，付出代价较大，效果也不理想。
[0006]第二、目前光纤陀螺仪温度控制受限于光纤陀螺内部的结构，一般主要控制光路温度或者电路温度，但这种控制方法会由于内部器件的分布不均匀，导致温度传感器所测量的温度无法真实反应陀螺内部的实际温度。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提供一种三轴斜置型光纤陀螺仪惯性测量装置温控系统和方法，克服了现有光纤陀螺仪温度补偿精度低的技术问题，本专利技术温控过程安全稳定，能提高温补精度。
[0008]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]本专利技术涉及一种三轴斜置型光纤陀螺惯性装置温控系统，特别用于航天器导航制导与控制的高精度惯性测量装置中，属于惯性测量
本专利技术采用两只温度传感器放置在光纤陀螺仪内部，其中一只用来对陀螺仪光路进行监测，实现陀螺仪温度补偿，另外一只用来对陀螺仪腔内温度进行监测，实现温度控制，外部温控回路预置温控算法，实现对三轴光纤陀螺仪的温度控制。本专利技术的三轴光纤陀螺仪对称安装，保证了仪表在环境下应变的对称性；通过设计加热片安装结构、隔热垫等措施，实现了对光纤陀螺仪温度的准确测量和独立温控；同时利用外部设置温控回路预知温控算法，使光纤陀螺仪实现仪表温度控制以及温度补偿，进而实现光纤陀螺仪在全温范围内零位及标度因数精度的稳定。
[0010]一种三轴斜置型光纤陀螺仪惯性测量装置温控系统，包括光纤陀螺仪、用于安装光纤陀螺仪的陀螺安装本体和电子箱体，还包括控温组件；
[0011]控温组件设于光纤陀螺仪光路与磁屏蔽罩之间的腔体中；
[0012]控温组件包括加热片、加热片安装结构、隔热罩和第二温度传感器；加热片和第二
温度传感器安装于加热片安装结构上，隔热罩设于加热片安装结构与磁屏蔽罩之间，加热片安装结构和隔热罩均固定于磁屏蔽罩上；
[0013]光纤陀螺仪的光路处设有第一温度传感器；
[0014]电子箱体根据第二温度传感器获取的腔体温度信号控制加热片的工作状态，实现对光纤陀螺仪腔体的温度控制；
[0015]电子箱体根据第一温度传感器获取的光路温度信号进行温度补偿。
[0016]进一步的，光纤陀螺仪的数量为三只，三只光纤陀螺仪利用内部分别设置的加热片实现独立控温；
[0017]陀螺安装本体为三棱锥结构，三只光纤陀螺仪安装于陀螺安装本体的三个相互正交的安装面上；
[0018]三个相互正交的安装面与水平面的夹角为54
°
44'08"；
[0019]陀螺安装本体固定连接于电子箱体上，陀螺安装本体用于与电子箱体固定连接的安装面的平面度优于0.01mm，粗糙度Ra优于2μm，表面发射率不小于0.85。
[0020]进一步的，电子箱体包括数据处理模块和固体继电器；
[0021]数据处理模块接收腔体温度信号和光路温度信号，并根据腔体温度信号和光路温度信号生成温度控制指令和温度补偿指令，固体继电器根据温度控制指令控制加热片的工作状态。
[0022]进一步的，隔热罩所用材料为环氧玻璃布板；隔热罩用于隔绝光纤陀螺仪内部和外部环境的热交换。
[0023]进一步的，加热片为薄膜型电加热器；
[0024]加热片利用单组份室温硫化硅橡胶GD414固定于加热片安装结构上；
[0025]加热片安装结构所用材料为铝合金材料。
[0026]进一步的，按照如下方式，将加热片固定于加热片安装结构上：
[0027]先将加热片粘贴在加热片安装结构上，利用无纺布赶压加热片，使加热片与加热片安装结构紧密贴合；
[0028]再在加热片上垫防静电泡沫，在防静电泡沫上放置压块，利用压块的重量提高加热片与加热片安装结构之间的贴合度。
[0029]一种三轴斜置型光纤陀螺仪惯性测量装置温控方法，采用上述三轴斜置型光纤陀螺仪惯性测量装置温控系统实现，包括：
[0030]S1确定光纤陀螺仪的稳态温度；
[0031]S2第二温度传感器获取腔体温度信号，将腔体温度信号输出至电子箱体；第一温度传感器获取光路温度信号，将光路温度信号输出至电子箱体；
[0032]S3电子箱体根据第二温度传感器获取的腔体温度信号控制加热片的工作状态，实现对光纤陀螺仪腔体的温度控制，使光纤陀螺仪腔体的温度稳定在稳态温度，同时根据第一温度传感器获取的光路温度信号进行温度补偿。
[0033]进一步的，步骤S3中，电子箱体根据第二温度传感器获取的腔体温度信号控制加热片的工作状态，实现对光纤陀螺仪腔体的温度控制的方法包括：
[0034]计算腔体温度信号T与稳态温度T0的差值ΔT，ΔT＝T
‑
T0；
[0035]当ΔT＜
‑
ΔT
临界
，电子箱体控制加热片进行全速加温；
[0036]当
‑
ΔT
临界
≤ΔT≤ΔT
临界
，电子箱体采用PID方法控制加热片工作；
[0037]当ΔT＞ΔT
临界
，电子箱体控制加热片停止工作；
[0038]ΔT
临界
为预设临界差值。
[0039]进一步的，还包括设置门限温度；
[0040]电子箱体根据第二温度传感器获取的腔体温度信号、第一温度传感器获取的光路温度和门限温度进行门限判读，当腔体温度信号或光路温度超出门限温度，电子箱体将光纤陀螺仪的稳态温度强制设为25℃。
[0041]进一步的，预设临界差值ΔT
临界
＝0.2℃；
[0042]门限温度包括最高门限温度和最低门限温度，最高门限温度为+90℃，最低门限温度为
‑
40℃。
[0043]本专利技术与现有技术相比具有如下至少一种有益效果：
[0044](1)本专利技术实现了光纤陀螺仪单独温控，并通过将温度传感器粘贴在加本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种三轴斜置型光纤陀螺仪惯性测量装置温控系统，包括光纤陀螺仪(1)、用于安装光纤陀螺仪(1)的陀螺安装本体(2)和电子箱体(7)，其特征在于，还包括控温组件；控温组件设于光纤陀螺仪(1)光路与磁屏蔽罩之间的腔体中；控温组件包括加热片(3)、加热片安装结构(5)、隔热罩(4)和第二温度传感器(6)；加热片(3)和第二温度传感器(6)安装于加热片安装结构(5)上，隔热罩(4)设于加热片安装结构(5)与磁屏蔽罩之间，加热片安装结构(5)和隔热罩(4)均固定于磁屏蔽罩上；光纤陀螺仪(1)的光路处设有第一温度传感器；电子箱体(7)根据第二温度传感器(6)获取的腔体温度信号控制加热片(3)的工作状态，实现对光纤陀螺仪(1)腔体的温度控制；电子箱体(7)根据第一温度传感器获取的光路温度信号进行温度补偿。2.根据权利要求1所述的一种三轴斜置型光纤陀螺仪惯性测量装置温控系统，其特征在于，光纤陀螺仪(1)的数量为三只，三只光纤陀螺仪(1)利用内部分别设置的加热片(3)实现独立控温；陀螺安装本体(2)为三棱锥结构，三只光纤陀螺仪(1)安装于陀螺安装本体(2)的三个相互正交的安装面上；三个相互正交的安装面与水平面的夹角为54
°
44'08"；陀螺安装本体(2)固定连接于电子箱体(7)上，陀螺安装本体(2)用于与电子箱体(7)固定连接的安装面的平面度优于0.01mm，粗糙度Ra优于2μm，表面发射率不小于0.85。3.根据权利要求1所述的一种三轴斜置型光纤陀螺仪惯性测量装置温控系统，其特征在于，电子箱体(7)包括数据处理模块和固体继电器；数据处理模块接收腔体温度信号和光路温度信号，并根据腔体温度信号和光路温度信号生成温度控制指令和温度补偿指令，固体继电器根据温度控制指令控制加热片(3)的工作状态。4.根据权利要求1所述的一种三轴斜置型光纤陀螺仪惯性测量装置温控系统，其特征在于，隔热罩(4)所用材料为环氧玻璃布板；隔热罩(4)用于隔绝光纤陀螺仪(1)内部和外部环境的热交换。5.根据权利要求1所述的一种三轴斜置型光纤陀螺仪惯性测量装置温控系统，其特征在于，加热片(3)为薄膜型电加热器；加热片(3)利用单组份室温硫化硅橡胶GD414固定于加热片安装结构(5)上；加热片安装结构(5)所用材料为铝合金材料。6.根据权利要求5所述的一种三轴斜置型光纤陀螺仪惯性测量装置温控系统，其特征在于，按照如下方式，将加热片(3)固定于加热片安装结构(5)上：先将加热片(3)粘贴在加热片安装结构(...
【专利技术属性】
技术研发人员：马晓洁，李仁杰，王嘉铭，左晨泽，祁兵霞，朱艳芸，张红，
申请(专利权)人：北京航天时代光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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