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《国防科学技术大学》 2006年
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环境磁场对四频差动激光陀螺精度影响的研究

赵政鑫  
【摘要】: 激光陀螺是基于Sagnac效应来测量角速度的光学惯性仪表,它以结构简单、启动快、精度高等诸多优点被广泛应用于高中精度惯性技术领域。激光陀螺作为惯性系统中的核心部件,其精度将直接影响整个系统的精度。影响激光陀螺精度的原因有很多,环境磁场的干扰就是重要因素之一。在系统使用中,地磁、大电流执行部件的磁场、各种电机的漏磁场等环境磁场都将影响激光陀螺的精度,这是实际应用中存在并必须解决的问题。本文针对环境磁场对激光陀螺精度的影响展开了一系列的研究和分析。 为了得到应用四频差动激光陀螺系统中环境磁场的形式,本文针对以电机漏磁场为主的环境磁场设计了环境磁场的测量方案,设计了基于霍尔传感器的三维强磁场测量电路和基于磁阻传感器的三维弱磁场测量电路,该组电路能够准确测量小至4mGs大至800Gs的磁场。本文从理论上分析了磁场对激光陀螺精度的影响的原因——是由于磁场对激光陀螺中增益原子的作用使增益原子的能级发生分裂而导致四频差动激光陀螺零漂的增大。为了证实这一结论,本文设计了磁场对激光陀螺影响的实验,实验结果证实理论分析的合理性,并从实验上得出纵磁对激光陀螺的影响比横磁要大一个量级的结论。在环境磁场中电机的漏磁场对陀螺的影响最为典型,利用文中设计的磁场测量电路对应用四频差动激光陀螺系统中常用的力矩电机和步进电机的漏磁场进行了测量,得到了两种电机漏磁场的分布规律。在此基础上,根据实验上测得的纵磁和横磁对激光陀螺精度影响的规律,讨论了解决环境磁场对激光陀螺精度影响的措施——同时对电机和激光陀螺都施加磁屏蔽。结合环境磁场的大小和四频差动激光陀螺的精度要求,本文设计了步进电机的屏蔽装置,并利用有限元分析软件ANSYS检验所设计的屏蔽装置的屏蔽效能,仿真结果显示屏蔽后电机的空间漏磁场降低为原来的1/20。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:V241.558

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【引证文献】
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【参考文献】
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