【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及陀螺仪制造，具体涉及一种半球谐振子修调方法及测量装置。
技术介绍
1、半球谐振陀螺是具有精度高、质量小、寿命长等特点的新型固态陀螺，在航海、航空、航天等领域有着广泛的应用前景。半球谐振子是半球谐振陀螺仪(hemisphericalresonant gyroscope, hrg)的核心部件，半球谐振子环向质量不均匀分布是半球谐振子制造过程产生的主要缺陷之一，其会造成较大的频率裂解值，进而影响半球谐振陀螺仪的工作精度和使用寿命。因此，需要通过调平来使得半球谐振子环向质量分布均匀化，来获得极小的频率裂解值，进而确保半球谐振陀螺仪的工作精度和使用寿命。
2、加工过程导致的球壳的厚度在环向上不均一（即同一高度位置上不同位置的球壳厚度不同）和制得的半球谐振子的材料密度在环向上分布不均匀（即部分位置的密度相对较高、部分位置的密度相对较低）是导致半球谐振子环向质量分布不均匀的两个主要原因。
3、然而，现有的半球谐振子的修调方法通常是采用去重或增重的手段实现修调，修调后的半球谐振子虽然能够实现环向质量分布均匀化，但却牺牲了半球谐振子的外表形貌（如去重后形成的凹坑或沟槽、增重形成的凸点）。这些凹坑（或沟槽）和凸点的存在，一方面会影响振动波的传播，当振动波传播到这些位置时，会被这些凹坑（或沟槽）和凸点消耗，进而增大了半球谐振子在振动过程中的能量损失，使得半球谐振子的品质因数降低；另一方面，还会对振动的传播造成干扰，进而引入新的噪声信号。
4、为此，亟需提出一种全新的半球谐振子修调方法及测量装置，能够准
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种半球谐振子修调方法及测量装置，能够至少部分克服上述技术问题，能够准确测量所需要进行修调的位置，能够以相同的修调工艺使得半球谐振子达到更低的频率裂解值，还能够在实现半球谐振子环向质量分布均匀化的同时，最大程度地保留半球谐振子的表面形貌，进而提升半球谐振子的修调效果。
2、本专利技术一方面提供了一种半球谐振子修调方法，能够降低四次谐波缺陷造成的频率裂解值；所述半球谐振子修调方法包括以下步骤：步骤1，测量待修调半球谐振子，得到所述待修调半球谐振子的第一低频轴位置和第一频率裂解值；步骤2，根据所述第一低频轴位置和所述第一频率裂解值，在所述待修调半球谐振子表面仰角为5°至15°的位置去除第一预设重量的质量块；步骤3，测量去除第一预设重量的质量块后的半球谐振子，得到去除第一预设重量的质量块后的半球谐振子的第二低频轴位置和第二频率裂解值；步骤4，根据所述第二低频轴位置和所述第二频率裂解值，在去除第一预设重量的质量块后的半球谐振子表面仰角为50°至70°的位置去除第二预设重量的质量块。
3、进一步地，所述测量待修调半球谐振子，得到所述待修调半球谐振子的第一低频轴位置和第一频率裂解值包括：步骤1.1，通过激励电极对所述待修调半球谐振子进行一次激励，使得所述待修调半球谐振子进入二阶谐振模式，而后停止激励，使所述待修调半球谐振子处于自由振动状态；其中，所述激励电极为两个，且两所述激励电极关于所述待修调半球谐振子的轴杆对称；步骤1.2，在停止激励的同时，通过检测电极检测所述待修调半球谐振子节点的振动，得到节点的第一径向振幅；其中，所述检测电极为两个，两所述检测电极关于所述待修调半球谐振子的轴杆对称，两所述检测电极和两所述激励电极位于所述轴杆的同一横截面上，且两所述检测电极的连线和两所述激励电极的连线之间的夹角为45°；步骤1.3，将所述待修调半球谐振子沿所述轴杆的周向转动22.5°，通过所述激励电极对转动后的待修调半球谐振子进行二次激励，使其进入二阶谐振模式，而后停止激励，使其处于自由振动状态；步骤1.4，在停止激励的同时，通过所述检测电极检测该转动后的待修调半球谐振子节点的振动，得到节点的第二径向振幅；步骤1.5，根据所述第一径向振幅和所述第二径向振幅得到所述待修调半球谐振子的第一低频轴位置和第一频率裂解值。
4、进一步地，所述第一径向振幅表示为：
5、，
6、所述第二径向振幅表示为：
7、，
8、其中， a1为第一径向振幅， a为待修调半球谐振子的初始等效振幅， f1为第一频率裂解值， t1为一次激励停止后的时间， φ为转动后的待修调半球谐振子多个刚性轴中最接近两检测电极的连线的一个刚性轴与该两检测电极的连线之间的夹角， a2为第二径向振幅， t2为二次激励停止后的时间；取 t1= t2，根据 t1时刻对应的第一径向振幅和第二径向振幅，得到 f1和 φ。
9、进一步地，所述第一低频轴位置通过以下方式确定：根据两检测电极的连线和 φ，将该最接近两检测电极的连线的一个刚性轴的位置标记为标定位置，其包括：在 a1＜ a2的情况下，将两检测电极的连线沿半球谐振子的转动方向反向转动 φ后的位置确定为所述标定位置；在 a1＞ a2的情况下，将两检测电极的连线沿半球谐振子的转动方向转动 φ后的位置确定为所述标定位置；在所述标定位置去除第三预设重量的质量块，而后测量去除第三预设重量的质量块后的半球谐振子的第三频率裂解值；在所述第三频率裂解值小于所述第一频率裂解值的情况下，将所述标定位置确定为所述第一低频轴的位置；在所述第三频率裂解值大于所述第一频率裂解值的情况下，将与所述标定位置在周向上相差45°的位置确定为所述第一低频轴的位置。
10、进一步地，所述根据所述第一低频轴位置和所述第一频率裂解值，在所述待修调半球谐振子表面仰角为5°至15°的位置去除第一预设重量的质量块包括：步骤2.1，通过离子束刻蚀技术，在所述第一低频轴位置去除第一预设体积的半球谐振子材料；步骤2.2，通过化学气相沉积技术，在去除第一预设体积的半球谐振子材料后形成的凹坑中填充第一预设体积的第一填充材料；其中，所述第一填充材料与制造所述待修调半球谐振子的材料相同，且所述第一填充材料的密度小于去除的第一预设体积的半球谐振子材料的密度。
11、进一步地，所述第一预设体积通过以下方式确定：通过离子束刻蚀技术，在所述第一低频轴位置去除第二预设体积的半球谐本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种半球谐振子修调方法，其特征在于，能够降低四次谐波缺陷造成的频率裂解值；
2.根据权利要求1所述的一种半球谐振子修调方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的一种半球谐振子修调方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的一种半球谐振子修调方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种半球谐振子修调方法，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的一种半球谐振子修调方法，其特征在于，
7.根据权利要求5或6所述的一种半球谐振子修调方法，其特征在于，
8.根据权利要求2所述的一种半球谐振子修调方法，其特征在于，
9.一种半球谐振子测量装置，其特征在于，所述测量装置包括夹持座（1）、两个激励电极（2）和两个检测电极（3）；
10.根据权利要求9所述的一种半球谐振子测量装置，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种半球谐振子修调方法，其特征在于，能够降低四次谐波缺陷造成的频率裂解值；
2.根据权利要求1所述的一种半球谐振子修调方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的一种半球谐振子修调方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的一种半球谐振子修调方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种半球谐振子修调方法，其特征在于，
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：李永德，
申请(专利权)人：四川图林科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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