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HT-98 闭环光纤陀螺
1.产品简介
1.1产品的工作原理、功能和适用范围
本产品是一种基于Sagnac原理的惯性角速率传感器,用于测量载体绕产品敏感轴的角速率运动。本产品以光纤环为角速率敏感单元、以闭环检测电路为基础,把光纤环敏感的角速率引起的相位差,通过干涉的方式转变为强度信号,检测电路将强度信号再转化为电压信号,并通过调制解调将该信号检测出来,然后将其作为反馈信号反馈回光路中,从而实现闭环控制。
本产品是由光学系统及相应供电和数据处理电路构成的惯性传感器,可提供单轴角度增量信息。
本产品主要用于高精度惯导系统和定位定向系统的惯性测量组件中。
1.2 组成
产品主要由下述部组件等组成:
a) 光路组件:包括光纤环、Y波导、耦合器、ASE光源、PIN-FET探测器;
b) 光源驱动电路,检测与控制信号电路板;
c) 光纤环骨架、外罩、上盖和底板;
1.3 外形及安装尺寸
外形尺寸(98±0.1)mm Í (98±0.1) mm Í (35±0.5)mm,
安装尺寸(80±0.1) mm×(80±0.1) mm,见图1:
图1 HT-98闭环光纤陀螺外形尺寸示意图
1.4 重量
540g±20g。
1.5 工作温度
-40℃~+70℃。
1.6 存储温度
-55℃~+70℃。
1.7 耐随机振动
随机振动量级:5.3g,频率范围:20Hz~ 2000Hz。
1.8主要性能参数
表1 主要性能参数表
序号 | 项目 | 性能指标 | 备注 |
1 | 量程(°/s) | ±400 | 可选 |
2 | 标度因数(LSB/°/s) | 2000000×(1±10% ) | 可选 |
3 | 常温标度因数非线性度、不对称性(ppm) | ≤20 | |
4 | 常温标度因数重复性(ppm) | ≤20 | |
5 | 全温标度因数重复性(ppm) | ≤100 | |
6 | 零偏(°/h) | ≤1 | 扣除地速 |
7 | 常温零偏稳定性(10s,1σ,°/h) | ≤0.015 | 非补偿 |
8 | 常温零偏重复性(1σ,°/h) | ≤0.003 | 非补偿 |
9 | 随机游走(°/ √h) | ≤0.001 | |
10 | 启动时间(min) | 0 | |
11 | 振动中与振动前、后偏值变化(°/h) | ≤0.05 | |
12 | 振动前后偏值变化(°/h) | ≤0.05 | |
13 | 耐低气压高度(m) | 10000 | |
14 | 磁场敏感度(°/h/Gs) | ≤0.010 |
1.9机械、电气接口
1.9.1机械接口
产品安装面构成对外安装的固定面,安装螺钉为M5。
1.9.2电源要求
外部提供给产品的电源有两路,要求如表2所示:
表2 外部电源要求
+5V | -5V | |
电压 | 4.75V~5.25V | -4.75V~-5.25V |
纹波 | 20mV | 20mV |
电流 | 1.5A | 0.6A |
1.9.3 电气接口
HT-98采用贵航电器J30-21TJ (LN6.480.025,L=300mm)-Q/Ln.J6-69A -2003插座与外部进行电气连接(相应采集线采用J30-21ZK),接插件定义见表3。
表3 J30-21TJ接插件定义
管脚号 | 信号名称 | 说明 |
1,12,7,17 | 主板+5V | 陀螺供电 |
6,16,13,14 | 主板±5V地 | |
4,15 | 主板-5V | |
2 | NC | 备用 |
3,5 | NC | 备用 |
8,18 | T+ | RS422发 |
9,19 | T- | |
10,20 | R+ | RS422收(差分同步信号) |
11,21 | R- |
每次连接或接触该产品的插头端子时,应采取防静电措施。
1.9.4 通讯协议
产品测量的角速率信号以RS422串口自触发模式输出,波特率460800bps,数据更新率2ms。
数据格式:
a) 每字节数据为11位,包括:第1位为起始位(0),第2~9位为数据位,第10位为偶校验位,第11位为停止位;
b) 一帧数据包括陀螺输出和温度输出两部分,其中陀螺有效数据为32位,温度有效数据为12位(位为符号位,0为正,1为负);
具体格式为:
高位 | 低位 | |||||||
陀螺帧头: | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
字节: | 0 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
第二字节: | 0 | D13 | D12 | D11 | D10 | D9 | D8 | D7 |
第三字节: | 0 | D20 | D19 | D18 | D17 | D16 | D15 | D14 |
第四字节: | 0 | D27 | D26 | D25 | D24 | D23 | D22 | D21 |
第五字节: | 0 | 0 | 0 | 0 | D31 | D30 | D29 | D28 |
第六字节: | 0 | X | X | X | X | X | X | X |
注:第六字节为校验字节,是数据包内字节至第五字节数据的XOR值。 | ||||||||
第七字节: | 0 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
第八字节: | 0 | D13 | D12 | D11 | D10 | D9 | D8 | D7 |
第九字节: | 0 | X | X | X | X | X | X | X |
注:第九字节为校验字节,是数据包内第七字节至第八字节数据的XOR值。 |
2产品的安装
2.1安装要求
由使用方负责对产品进行安装和拆卸,在此过程中,产品不能受到撞击,也不能对产品外表面进行机械加工。
2.2装机前的检查
a) 检查产品的外观有无碰撞等物理损伤;
b) 常温下,使用绝缘电阻表测试产品输出接口所有管脚与壳的绝缘电阻,要求≥60MΩ;
c) 必要时应通电检查产品各项电气参数;
d) 用于固定产品的表面平面度优于0.05mm;
2.3安装后的检查
检查各安装螺钉是否牢固。
3 产品的保养、维护
a) 产品在装入载体前,要求至少对产品每年通电一次,一次通电时间为3600s,通电时不要求检测产品的各电气参数;
b) 产品在装入载体后,要求至少每年产品通电一次,一次通电时间为3600s,通电时不要求检测产品的各电气参数;
c) 产品每8年应重新标校。
4 常见故障现象及排故方法
本产品处于全密封状态,在使用方出现任何故障后均不能现场修复,需要返回产品生产单位进行维修。
以下只列出可能出现的非产品本身的一些故障现象,见表5。若产品在使用中出现其它技术问题,请使用方联系产品生产单位。
表5 常见故障及排故
序号 | 故障现象 | 原因分析 | 排除方法 |
1 | 产品通电,+5V、-5V电流表电流指示基本为0 | 未给产品供电或供电电流过小 | 检查电源和供电回路,恢复产品供电 |
2 | 产品通电,+5V、-5V电流表电流指示正常,但计算机采集程序不工作 | 测试设备采集系统异常 | 检查连接电缆,设备供电情况 |
软件程序冲突 | 重新启动测试计算机 | ||
3 | 产品通电,+5V、-5V电流表电流指示不正常 | 测试设备内部可能出现短路 | 检查测试设备 |
5产品的运输和贮存要求
5.1运输注意事项
a) 按包装箱所示方向放置产品;
b) 在温度范围为-40℃~+70℃时,允许采用公路、铁路、空运和水运的形式运输;
c) 运输过程中确保包装箱紧固在载体上不会移动。
5.2贮存注意事项
a) 放置在包装箱中的产品,应在标准大气压条件下,贮存在有空调的仓库中,环境温度为15℃~35℃;
b) 产品的贮存期限为15年。