基於光纖陀螺儀的角位移測量裝置及方法
2024-03-22 15:01:05 2
專利名稱：基於光纖陀螺儀的角位移測量裝置及方法
技術領域：
本發明涉及測量技術，尤其涉及一種基於光纖陀螺儀的角位移測量裝置及方法。
背景技術：
角位移是指一個旋轉裝置繞其旋轉軸轉動過的角度。在工業生產的許多場合，需 要對旋轉裝置的角位移進行精確測量。目前，較為常見的方法有經緯儀法和編碼器測量法寸。經緯儀法需要一個置於旋轉裝置以外的直角稜鏡作為基準，再將一個直角稜鏡置 於旋轉裝置之上，在轉動之前，使用經緯儀標定出兩個稜鏡法線之間的夾角θ工，在轉動之 後，使用經緯儀標定出兩個稜鏡法線之間的夾角θ2，則~就是旋轉裝置轉動過的角 度，即角位移。這種測試方法受測試場地的局限性較大，需要保證經緯儀的光路暢通，在旋 轉角度較大時還需要多個外部基準。編碼器測量是將一個高精度的編碼器與旋轉裝置的轉動軸同軸安裝，這樣就可以 讀出旋轉裝置在任意位置時的角度編碼，從而可以獲取轉動的角位移。這種測試方法受安 裝的局限性大，需要設計連軸器將旋轉裝置的轉動軸引出並選擇合適的編碼器安裝。以上測量方法均存在測試適應性差的缺陷。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種基於光纖陀螺儀的角位移測量裝 置及方法。為實現上述目的，本發明所採取的技術方案是其基於光纖陀螺儀的角位移測量 裝置包括相互連接的光纖陀螺儀和運算處理單元。進一步地，本發明所述運算處理單元包括 輸出值接收裝置，用於接收光纖陀螺儀1的輸出值，
平均值計算裝置，用於當被測旋轉裝置2處於靜止狀態時，對所述輸出值接收裝置所 接收的光纖陀螺儀1在測試時間內的輸出值求得平均值；
積分運算裝置，用於接收平均值計算裝置的數據；並在被測旋轉裝置2旋轉過程中，連 續接收輸出值接收裝置發送的光纖陀螺儀1的輸出值，用於積分計算得到被測旋轉裝置2 的轉動角位移。本發明利用以上角位移測量裝置進行角位移測量的方法包括如下步驟
1)將光纖陀螺儀1固定在被測旋轉裝置2上，使光纖陀螺儀1的測量軸與被測旋轉裝 置2的轉動軸5平行；
2)在被測旋轉裝置2處於靜止狀態下，運算處理單元3接收光纖陀螺儀1的輸出值並 計算測試時間內的輸出值的平均值；
3)使被測旋轉裝置2旋轉一個角度，在該旋轉過程中由運算處理單元3連續記錄光纖 陀螺儀1的各輸出值；
34)根據光纖陀螺儀1的標度因數、步驟2)所述輸出值的平均值、步驟3)所述的光纖陀 螺儀的各輸出值，利用公式(1)和(2)得到被測旋轉裝置2因旋轉得到的角位移 Oi = (Zi-Z0)Zr(1)
權利要求
1.一種基於光纖陀螺儀的角位移測量裝置，其特徵在於包括相互連接的光纖陀螺儀 (1)和運算處理單元(3)。
2.根據權利要求1所述的基於光纖陀螺儀的角位移測量裝置，其特徵在於，所述運算 處理單元(3)包括輸出值接收裝置，用於接收光纖陀螺儀(1)的輸出值，平均值計算裝置，用於當被測旋轉裝置(2)處於靜止狀態時，對所述輸出值接收裝置所 接收的光纖陀螺儀(1)在測試時間內的輸出值求得平均值；積分運算裝置，用於接收平均值計算裝置的數據；並在被測旋轉裝置(2)旋轉過程中， 連續接收輸出值接收裝置發送的光纖陀螺儀(1)的輸出值，用於積分計算得到被測旋轉裝 置(2)的角位移。
3.一種使用權利要求1的裝置進行角位移測量的方法，其特徵在於包括如下步驟1)將光纖陀螺儀(1)固定在被測旋轉裝置(2)上，使光纖陀螺儀(1)的測量軸與被測 旋轉裝置(2)的轉動軸(5)平行；2)在被測旋轉裝置(2)處於靜止狀態下，運算處理單元(3)接收光纖陀螺儀(1)的輸 出值並計算測試時間內的輸出值的平均值；3)使被測旋轉裝置(2)旋轉一個角度，在該旋轉過程中由運算處理單元(3)連續記錄 光纖陀螺儀(1)的各輸出值；4)根據光纖陀螺儀(1)的標度因數、步驟2)所述輸出值的平均值、步驟3)所述的光纖 陀螺儀的各輸出值，利用公式(1)和(2)得到被測旋轉裝置(2)因旋轉所發生的角位移
全文摘要
本發明公開一種基於光纖陀螺儀的角位移測量裝置及方法。其裝置包括相互連接的光纖陀螺儀和運算處理單元。進行角位移測量時包括如下步驟1)將光纖陀螺儀固定在被測旋轉裝置上，使光纖陀螺儀的測量軸與被測旋轉裝置的轉動軸平行；2)在被測旋轉裝置處於靜止狀態下，運算處理單元接收光纖陀螺儀的輸出值並計算測試時間內的輸出值的平均值；3)使被測旋轉裝置旋轉一個角度，在該旋轉過程中由運算處理單元連續記錄光纖陀螺儀的輸出值；4)根據光纖陀螺儀的標度因數、步驟2)所述輸出值的平均值、步驟3)所述的光纖陀螺儀的各輸出值，由運算處理單元計算得到被測旋轉裝置因旋轉所發生的角位移。本發明測試適應性強，結構簡單，測量精度高。
文檔編號G01B11/26GK102062589SQ201010591848
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月16日 優先權日2010年12月16日
發明者周一覽, 周聞青, 茅振華, 金杭, 陳挺 申請人:浙江省計量科學研究院