摘要：频率裂解是恒量圆柱壳体振动陀螺性能的关键指标之一,为降低频率裂解带来的影响,需要对陀螺振动频率及其裂解值进行精密检测。检测精度应优于0.01 Hz,故高精度频率检测技术对于圆柱壳体振动陀螺具有重要意义。基于此,针对圆柱壳体振动陀螺的频率检测需求,首先,选择了等精度法作为测量原理,其理论相对误差可低至0.0000013%;然后,根据圆柱壳体陀螺的谐振信号设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)和单片机的等精度频率测量方法;最后,通过基于C++的微软基础类库(MFC)桌面应用程序对测量数据进行实时处理。实验结果表明:该检测方法得到的频率值约为5007.26 Hz,数据极差小于0.0029 Hz,标准差小于0.000633 Hz,频率裂解值能精确到10^(-3)Hz量级。该频率检测方法可以为高精度的频率修调提供技术支撑。

摘要：针对圆柱壳体振动陀螺的零偏漂移受温度影响大的问题,提出一种模态交换技术的方法。该方法适用于对称型陀螺,通过驱动轴和检测轴两种单轴工作模态周期性互换,将输出的检测信号进行差分得到陀螺的最终输出。通过对陀螺的动力学模型研究,得出了两种单轴工作模态标度因数相反,零偏漂移变化趋势一致的结论,并通过实验得到了验证。设计了一种基于FPGA数字电路进行了零偏常温和变温试验。结果显示,在常温下,零偏漂移变化趋势是一致的,零偏变化量通过模态交换方式后能够抑制到单轴模态的37.5%;在变温环境中,温度范围为10℃~60℃,在升降温过程中,驱动轴和检测轴的零偏漂移变化趋势也一致,零偏变化量通过模态交换方式后能够抑制到单轴模态的30%,验证了模态交换技术的可行性,提升了温度稳定性。最后分析了没有被完全抑制部分存在电极增益误差和角度误差。

摘要：灵敏度是陀螺的重要性能指标,灵敏度的提高可以直接带动精度提高,同时可以拓展陀螺的应用范围。影响圆柱壳体振动陀螺灵敏度的因素很多,本文通过考虑了科里奥利效应(Coriolis effect)的ANSYS谐响应分析,提取产生陀螺效应的圆柱壳体振动陀螺的输出位移,通过比较不同形状谐振子相同激励条件下的输出位移大小来反映灵敏度的大小。采用这种方法分别研究谐振子的各项参数对于陀螺灵敏度的影响规律,并基于仿真结果设计了高灵敏度的参数优化圆柱壳体振动陀螺谐振子,通过实验验证了该谐振子的高灵敏度。