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[導讀]VG951光纖陀螺儀是根據(jù)薩格納克效應研制的,即光在薩格納克效應中產(chǎn)生的光程差與旋轉角速度成正比,從而可通過光的干涉結果推算角速度,其輸出信號與角速度成正比。其主要關鍵技術指標為:偏差穩(wěn)定性:0.3 - 1deg/hr

VG951光纖陀螺儀是根據(jù)薩格納克效應研制的,即光在薩格納克效應中產(chǎn)生的光程差與旋轉角速度成正比,從而可通過光的干涉結果推算角速度,其輸出信號與角速度成正比。其主要關鍵技術指標為:偏差穩(wěn)定性:0.3 - 1deg/hr;隨機游走:<0.002deg/sqrtHz;工作范圍:80deg/sec;

偏差重復性(offset) 1°/hr,1 sigma;偏差變化(恒穩(wěn)態(tài))0.3°/hr,1 sigma;比例因子37mV/°/s±10%;外部磁場<1°/hr/Gauss;輸出阻抗1000Ω。由此可以看出,VG951是一種穩(wěn)定性好、漂移小、重復性好、抗磁能力強的性能優(yōu)異的光纖陀螺儀產(chǎn)品。

陀螺儀用于檢測軌向時輸出信號很微弱,因此,必須選用低噪聲運放電路,并合理設置濾波電路。本系統(tǒng)選用高精度低噪聲的儀用放大器AD620,其最佳源電阻在1000Ω左右,正好與VG951相匹配,能最大限度地減少由于電路阻抗不匹配產(chǎn)生的噪聲[6] 。該放大電路與無源 RC濾波電路組合,能夠有效保證前置放大電路的品質。

AD 公司的A/D轉換器AD7714[6]是一款帶信號處理功能的串行A/D,可直接從傳感器接受低電平信號,使用和差轉換技術實現(xiàn)高達24bit的無誤碼模數(shù)轉換。AD7714內(nèi)置數(shù)字濾波功能,可編程設置濾波器的截止頻率和穩(wěn)定時間。本系統(tǒng)可同時接受和處理二路VG951的輸入。 AD7714參考端電壓(+3.0V)由AD780提供。

陀螺儀信號是雙極性信號,且信號地與電源地相通。雖然AD7714可以接受雙極性輸入,但有一個限制條件,即信號相對于AGND的電壓不能低于-30mv。因此,必須將陀螺儀信號平移一個基準電壓(+1.5V),該電壓由AD780分壓提供。

系統(tǒng)以Philips公司的P89V51RD2[8]為控制與數(shù)據(jù)處理中心。P89V51RD2是一種高性能的80C51兼容型單片機,片內(nèi)內(nèi)置64K程序存儲器,768+256Byte數(shù)據(jù)存儲器,可利用 Philips提供的ISP/IAP程序實現(xiàn)系統(tǒng)的在線編程(在系統(tǒng)或在應用編程)。該CPU管理并控制著數(shù)據(jù)采集過程,由T2 定時器給AD7714的數(shù)字積分提供精確定時,并完成陀螺儀測量數(shù)據(jù)的實時分析與處理工作。圖1為簡化硬件原理圖。

同時,P89V51RD2還是與軌檢小車主CPU進行數(shù)據(jù)通訊的控制器,成為軌檢小車多CPU主從結構的一個基礎端點。

圖1 簡化硬件原理圖

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