中航天佑FOG-300光纤陀螺的比较优势说明

2019-03-15

小型化高精度方向-国内体积精度比最高的产品

   一般光纤陀螺分为开环光纤陀螺和闭环光纤陀螺两大类,前者为低精度光纤陀螺,中高精度的光纤陀螺一般都采用全数字保偏闭环光纤陀螺。根据提出的技术指标,我们选用全数保偏闭环光纤陀螺方案,本方案具有精度高,可靠性高等特点。

光纤陀螺在无人机、导引头等领域细分需求的关键就是小体积、高精度,60型陀螺针对这个市场需求应运而生。历时两年,经过六个轮次的攻关改进工作,目前60型陀螺已经可以实现,常温、定温0.06°/h的精度,全温测试不大于0.1°/h的精度。

60型陀螺的数字电路和驱动电路都有三千套以上的生产量,作为经典版本,有非常好的持续性和继承性、稳定性。

   陀螺由骨架、外罩、和上下盖板组成,主结构采用硬铝材料,在加工过程加入高低温时效处理,确保陀螺在全温范围内形变量最小,其结构外形如图1所示:


图1 陀螺本体外形图

陀螺结构表面处理采用阳极氧化方式,最外侧为磁屏蔽材料罩。

目前是国内仅有的长高和小于92mm精度可以做到优于0.1°/h的产品。

关键技术及保证措施

2.1大动态测角范围

光纤陀螺通常应用在高机动性载体上,高机动有人机/无人机、突防弹,其特点是需要高机动性,此时陀螺的测角范围通常会要求1000°/s以上,通常常规的光纤陀螺或者测角范围达不到,或在高动态下性能下降迅速。

2007年针对此技术问题,通过8个月的攻关,通过解决跨条纹技术,实现了理论上可无限扩展测角范围的技术攻关,2008年在完成某项目中实现了18000°/s测量范围(客户找专用试验设备测试)。

2.2测角范围内标度因数精度不劣化

通常光纤陀螺在工作测角范围内,可能会出现标度因数在不同角速率下,标度因数误差变化剧烈的问题,2008年通过一年的时间,通过内部的自适应动态调整技术,在原理设计和误差解算改进上做了大量工作,实现了测量范围内标度因数误差同一个量级。

2.3领先的光纤环绕制技术

环境适应性是影响陀螺使用的技术难点。主要有光纤陀螺环境特性研究和温度补偿、光纤陀螺力学环境特性研究等。实际研制生产过程中,发挥自身技术优势,我们自绕环技术有了一定的突破和飞跃,在涂敷胶和涂胶工艺等方面优势明显,在国内同行中可以处于前二。



Shupe 误差:0.05(°/h)/(℃/min),定温极差<0.03°/h

3、定制研制

60型的0.1度每小时产品,是针对于无人机、战术弹、导引头等批量应用定制开发生产的型号,既有成熟产品的基础,同时又配合系统级应用的安装尺寸、磁屏蔽性能要求、陀螺测角范围要求、频带宽度等要求进行了增加精度等的设计和开发,通过几个批量的产品生产,最终保证了产品满足客户惯性组合测量单元的使用要求。