转台测角系统标定方法的研究

　　1　概　述

　　高精度陀螺漂移测试转台通常采用多极圆感应同步器作为角度传感器,并配以整形、编码计数器、激磁电源和相应辅助电路便可构成一套高精度测角系统,测角系统精度的高低是转台的关键问题,它也是其它指标的基础。那么如何来确定测角系统精度?确定测角系统精度的过程就是标定所要完成的任务。我们称之为过程就是指一方面由于感应同步器因制作、加工、安装等因素不可避免的存在着误差,另一方面激磁电源等辅助电路也会造成误差。由感应同步器误差理论[1]可知感应同步器本身的误差和激磁电源产生的误差有相似的结构形式,因此可以通过调节激磁电源的幅差和相位差来进行补偿。所以标定的初级目的是为测角系统补偿提供误差曲线和趋势分析,而标定终级目的是当测角系统精度满足指标要求的情况下为测角系统提供最终精度和误差曲线。

　　以往标定方法是用具有更高精度的光电自准直仪作为标定基准,用齿盘、多面棱镜作角度给定,一个人操作齿盘,一个人看光管指挥转动转台,当进入瞄准状态时由另一个人读测角系统显示数据并计算;只有在大家的通力合作下才能完成每一点的测量任务。由于转台测角系统要求的精度很高,标定过程几乎不可能一次完成,特别是标定的初级目的阶段,每补偿一次需要重新测试一圈,以便观察补偿的趋势和效果,这一过程工作量之大和单调是转台测角调试人员所深知的,即使全神贯注也难免因人为因素造成测量读数误差和计算误差。在实际调试中我们想能否将人为因素造成的误差降为零呢?为此我们研究了新的测角系统标定方法。该方法的关键是人不参与标定过程中测量和计算过程,只转动齿盘作标准角度给定,因此该方法彻底解决了人为因素的影响,提高了效率。

　　新标定方法是转台工作在速率状态下,人只操纵齿盘作角度给定,转台采取变速转动搜索方式,即由计算机控制先以相对高的速度转动,当接近自准直仪的瞄准状态时适当变速以确保测量结果的稳定性和准确性。变速转动搜索的最大优点是提高测量速度。一旦自准直仪的刻线进入瞄准状态计算机采集测角系统的粗、精通道数据并与标准角度值比较,计算出该点误差,同时提示转动齿盘,经延时进入下一点的测量过程。新的标定方法自动化程度高,测量准确可靠,给出误差曲线为进一步补偿校正提供趋势信息。此外,该标定方法还可根据角度给定装置的不同(如391、360齿盘、24面棱镜)选择相应的算法软件适应不同的标定需要。下面我们将从标定的测量原理入手,分析该方法的可行性,并以391齿盘作角度给定装置具体介绍该方法的实现过程。