CN101769761B - 一种光纤陀螺径向磁场灵敏度的测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光纤陀螺径向磁场灵敏度的测试装置，主要包括转台、支架、与支架固定联接的轴承座、第一电机和第二电机，所述转台的转轴通过滚动轴承分别与支架和轴承座安装在一起，在转轴与支架、轴承座的安装处之间还安装有传动带，所述转轴通过该传动带与第一电机的驱动轴联接，第二电机的驱动轴通过联轴器固定联接有第二转轴，所述第二转轴固定安装有霍尔传感器。本发明可以快速测量光纤陀螺的径向磁场灵敏度，成本低，结构简单，易于调整，操作方便，测试精确可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种光纤陀螺径向磁场灵敏度的测试装置。
背景技术
光纤陀螺是基于Sagnac效应，对角速率和角偏差敏感的一种传感器，具有响应快，灵敏度高、寿命长、容易制造、易于集成、环境适应性强等特点。实际应用中，光纤陀螺受到环境的干扰，产生信号漂移，精度受到很大的影响。外界磁场是影响光纤陀螺精度的重要因素，由于磁光效应的存在，光纤陀螺中光波的偏振状态受外界磁场影响而发生变化，引起非互易相位相位漂移，产生相位差，该相位差随外界磁场的大小、方向变化而变化，影响光纤陀螺的零偏稳定性，对光纤陀螺的精度产生直接影响。
为了进一步提高光纤陀螺的精度，需要减少磁场对光纤陀螺输出的影响。所以要测量光纤陀螺的磁场灵敏度。理论和实验表明，光纤陀螺的径向磁场灵敏度与外界磁场的大小和方向有关系，所以在测量中需要不断改变磁场的方向，而用来产生磁场的Helmholtz线圈比较笨重，不适合频繁改变位置，所以一般在测量中要不断转动光纤陀螺，以改变光纤陀螺相对于磁场的方向，并且要求转动平稳，转动的角度可以精确定位，同时还需要在测量过程中保持磁场分布均匀。除此之外，由于测量光纤陀螺的径向磁场灵敏度需要做大量的实验，需要装置可以快速的测量。当前现有技术中并没有满足以上要求的测试装置，所以急需一种能够精确控制光纤陀螺转动角度、快速测量的装置来测量光纤陀螺的径向磁场灵敏度。
发明内容
本发明的目的是提供一种光纤陀螺径向磁场灵敏度的测试装置。
本发明实现上述目的所采取的技术方案的是：该光纤陀螺径向磁场灵敏度的测试装置主要包括转台、支架、与支架固定联接的轴承座、第一电机和第二电机，所述转台的转轴通过滚动轴承分别与支架和轴承座安装在一起，在转轴与支架、轴承座的安装处之间还安装有传动带，所述转轴通过该传动带与第一电机的驱动轴联接，第二电机的驱动轴通过联轴器固定联接有第二转轴，所述第二转轴固定安装有霍尔传感器。
进一步地，本发明所述第一电机为步进电机或伺服电机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)针对目前在磁场对光纤陀螺输出影响的研究方面没有专用的测试设备，本发明测试装置可以十分方便地测量光纤陀螺的径向磁场灵敏度。(2)第一电机使用步进电机或伺服电机，可以精确控制转台转动的角度，精确定位。(3)第一电机与转台的转轴之间使用传动带进行传动，可以将第一电机置于磁场之外，减少第一电机对磁场的影响。(4)本发明测试装置除电机和轴承外，其他部件均使用铝制作，以减少材料对磁场分布的影响，使磁场分布均匀。(5)在支架和轴承座的安装处之间安装传动带，可以使转台转动平稳。(6)使用霍尔传感器，只需霍尔传感器转动一周即可获取光纤陀螺所处磁场的磁感应强度，提高了测量速度。
附图说明
图1为本发明的光纤陀螺径向磁场灵敏度的测试装置的局部剖视结构示意图。
图2为本发明转台的转轴的结构示意图。
图3为本发明转台的工作台面的结构示意图。
图4为本发明第一电机与支架的装配示意图。
图5为本发明第二电机与支架的装配示意图。
图中：1.第一电机，2.转台的工作台面，3.转台的转轴，4.联轴器，5.传动带，6.第二电机，7.轴承座，8.第二转轴，9.支架，10.滚动轴承，11.霍尔传感器，12.轴肩，13.方形轴头，14.轴环，15.轴肩，16.螺纹孔，17.方孔，18.螺栓，19.锁紧螺钉，20.台阶皮带轮，21.圆孔，22.螺钉，23.皮带轮，24.滚动轴承
具体实施方式
如图1所示，本发明测试装置有一支架9，在支架9上固定安装有一个轴承座7。如图2和图3所示，转台的工作台面2上设有螺纹孔16，用来固定光纤陀螺。转台的转轴3是阶梯轴，在转轴3的上端设有方形轴头13，可与转台的工作台面2的中心的的方孔17紧密配合。转轴3的轴肩12用于限位转台的工作台面2，转台的转轴3靠近转台的工作台面2的一端通过滚动轴承10与支架9安装在一起；该转轴3的另一端通过滚动轴承24与轴承座7安装在一起，转轴3该端的轴肩15可轴向限位转轴3。
如图4所示，第一电机1通过螺栓18固定在支架9上。第一电机使用步进电机或伺服电机可以精确控制转台转动的角度，以实现精确定位。台阶皮带轮20与第一电机1的驱动轴配合，通过锁紧螺钉19进行径向定位。
在转轴3与支架9和轴承座7的安装处之间安装皮带轮23，转轴3通过平键与皮带轮23配合，轴环14用于限位皮带轮23；并在皮带轮23和台阶皮带轮20之间安装传动带5，此时传动带5位于滚动轴承10和滚动轴承24之间，可以确保转台转动平稳，提高测试精度。
如图1和图5所示，第二电机6通过螺钉22固定在支架9上。支架9上设有圆孔21，以使第二电机6的驱动轴从圆孔21穿过。第二电机6的驱动轴通过联轴器4与第二转轴8固定联接。第二转轴8上固定安装有霍尔传感器11，该霍尔传感器11用于测量光纤陀螺所处的径向磁场的磁感应强度。为使霍尔传感器11能够实现准确测量，使用本发明测试装置时，应使霍尔传感器11处于Helmholtz线圈产生的磁场内。使霍尔传感器11尽量靠近光纤陀螺，则可进一步提高测试精度。
使用本发明装置测量时，先将光纤陀螺固定在转台的工作台面2上，再将整个测试装置放入匀强磁场中。磁场可由Helmholtz线圈产生，它产生位于线圈中心的匀强磁场。测试时，应使线圈产生的磁场为水平方向，同时光纤陀螺应位于线圈中央。为了减少电机对磁场产生的干扰，第一电机1要放置于线圈外面。启动光纤陀螺，等到光纤陀螺输出稳定后，第一电机1匀速转动，通过霍尔传感器11测量磁场的磁感应强度，计算机采集光纤陀螺在各个方向上径向磁场作用下的输出。
Claims (2)
1.一种光纤陀螺径向磁场灵敏度的测试装置，其特征在于：包括转台、支架(9)、与支架(9)固定联接的轴承座(7)、第一电机(1)和第二电机(6)，所述转台的转轴(3)通过滚动轴承分别与支架(9)和轴承座(7)安装在一起，在转轴(3)与支架(9)、轴承座(7)的安装处之间还安装有传动带(5)，所述转轴(3)通过该传动带(5)与第一电机(1)的驱动轴联接，第二电机(6)的驱动轴通过联轴器(4)固定联接有第二转轴(8)，所述第二转轴(8)固定安装有霍尔传感器(11)。
2.根据权利要求1所述的一种光纤陀螺径向磁场灵敏度的测试装置，其特征在于：所述第一电机(1)为步进电机或伺服电机。
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