動力調諧陀螺測斜儀的標定補償模型的製作方法
2023-06-02 01:50:26
動力調諧陀螺測斜儀的標定補償模型的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種動力調諧陀螺測斜儀的標定補償模型，該模型包括三個加速計、一個兩軸的動力調諧陀螺以及機械骨架；兩軸的動力調諧陀螺以及三個加速計依次設置在機械骨架上；三個加速計相互正交設置在機械骨架上。本實用新型提供了一種可簡化標定方法、降低機械加工精度以及提高陀螺測斜儀精度的動力調諧陀螺測斜儀的標定補償模型。
【專利說明】 動力調諧陀螺測斜儀的標定補償模型
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種動力調諧陀螺測斜儀的標定補償模型。
【背景技術】
[0002]動力調諧陀螺是一種雙自由度的陀螺儀，由於其精度、體積和可靠性廣泛應用與石油測井行業，但在實際應用中，動力調諧陀螺存在靜態偏移誤差、隨機偏移誤差和溫度偏移誤差，靜態偏移誤差和溫度偏移誤差是石油測井行業高溫高壓作業主要的誤差來源，選擇合理的補償方法和補償模型，可以簡化標定流程，降低儀器加工難度，提高儀器測量精度。
[0003]目前動力調諧陀螺測斜儀的靜態偏移係數的求解有多種方法，傳統的八位置標定方法、十位置標定方法、最優八位置標定方法和二十四位置標定方法。這些方法對機械加工精度有很高要求，而且整個標定過程運算繁瑣，標定周期長，給測斜儀高溫標定帶來諸多不便。
實用新型內容
[0004]為了解決【背景技術】中存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種可簡化標定方法、降低機械加工精度以及提高陀螺測斜儀精度的動力調諧陀螺測斜儀的標定補償模型。
[0005]本實用新型的技術解決方案是:本實用新型提供了一種動力調諧陀螺測斜儀的標定補償模型，其特殊之處在於:所述標定補償模型包括三個加速計、一個兩軸的動力調諧陀螺以及機械骨架；所述兩軸的動力調諧陀螺以及三個加速計依次設置在機械骨架上；所述三個加速計相互正交設置在機械骨架上。
[0006]上述標定補償模型還包括三軸轉臺；所述機械骨架置於三軸轉臺上。
[0007]上述標定補償模型還包括分別與加速計以及動力調諧陀螺相連的數據採集計算機。
[0008]本實用新型的優點是:
[0009]本實用新型提供了一種動力調諧陀螺測斜儀的標定補償模型，該模型採用的結構是捷聯式機械編排，包括一個雙軸動力調諧式撓性陀螺和三個石英撓性加速度計，安裝在機械骨架上，組成慣性測量組件。本實用新型用於撓性陀螺測斜儀的標定，利用加速度計測量陀螺X軸和Y軸與加速計X軸和Y軸兩個坐標系的不正交角度，運用坐標變換方程將這個角度準確補償到加速度計模型中，這樣保證加速計坐標系和陀螺坐標系相互正交；測斜儀標定過程中採用兩兩間隔180°的四位置標定，直接消去零偏，計算出加速計相關的各個補償參數，與傳統的標定補償算法相比，尤其是與傳統的八位置標定以及二十四位置標定等標定方法相比減少了標定位置，方便了儀器的高溫標定和驗證。降低了測斜儀機械加工要求精度，減少了標定工作量，節省了成本，減少了標定位置，降低了運算時間，減少了儀器標定所需時間。本實用新型能夠在機械加工精度較差、保證精度、省時省力的前提下計算動力調諧陀螺的靜態偏移係數。【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型所採用的標定模型中陀螺坐標系和加速度計坐標系位置示意圖；
[0011]圖2是本實用新型所採用的標定補償模型的結構示意圖；
[0012]1-動力調諧陀螺；2-Y軸加速計；3-Χ軸加速計；4-Ζ軸加速計。
【具體實施方式】
[0013]本實用新型的工作原理是: [0014]I)參見圖2，建立標定補償模型；標定補償模型包括三個加速計、一個兩軸的動力調諧陀螺以及機械骨架；兩軸的動力調諧陀螺以及三個加速計依次設置在機械骨架上；三個加速計相互正交設置在機械骨架上；三個加速計形成坐標系XYZ ;動力調諧陀螺和機械骨架的軸向形成坐標系X』 Y』 Ζ』，參見圖1所示；
[0015]2)由於機械加工存在誤差，圓軸型的陀螺坐標系(X』Y』Ζ』)和加速計坐標系(XYZ)無法保證完全正交，兩個坐標軸有微小的角度，因此，為了測量精確，本實用新型還需判斷三個加速計所形成的坐標系XYZ與動力調諧陀螺和機械骨架的軸向所形成的坐標系Χ』y』ζ』是否存在非正交角度，若是，則進行步驟3);若否，則退出標定補償過程；
[0016]3)測量三個加速計所形成的坐標系XYZ與動力調諧陀螺和機械骨架的軸向所形成的坐標系X』 Y』 Ζ』之間的非正交角度:
[0017]3.1)使三個加速計所形成的坐標系XYZ中的Z軸與機械骨架的軸向保持同軸；
[0018]3.2)利用加速度計測量並計算加速計X軸和Y軸兩個坐標系與動力調諧陀螺的X』軸和Y』軸兩個坐標系的非正交角度α ;兩個坐標系之間的轉換方程如下:陀螺X軸敏感軸指向正北，井斜角調整到90°，調整三軸轉臺，使X軸加速計輸出為零，此時可準確測量加速計坐標系和陀螺坐標系之間的夾角α。其計算公式是:
【權利要求】
1.一種動力調諧陀螺測斜儀的標定補償模型，其特徵在於:所述標定補償模型包括三個加速計、一個兩軸的動力調諧陀螺以及機械骨架；所述兩軸的動力調諧陀螺以及三個加速計依次設置在機械骨架上；所述三個加速計相互正交設置在機械骨架上。
2.根據權利要求1所述的標定補償模型，其特徵在於:所述標定補償模型還包括三軸轉臺；所述機械骨架置於三軸轉臺上。
3.根據權利要求1或2所述的標定補償模型，其特徵在於:所述標定補償模型還包括分別與加速計以及動力調諧陀螺相連的數據採集計算機。
【文檔編號】G01C25/00GK203432591SQ201320441896
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月23日 優先權日:2013年7月23日
【發明者】孫國鼎, 郭流洋, 陳亮 申請人:西安思坦儀器股份有限公司