HT-98 閉環(huán)光纖陀螺
1.產(chǎn)品簡介
1.1產(chǎn)品的工作原理、功能和適用范圍
本產(chǎn)品是一種基于Sagnac原理的慣性角速率傳感器，用于測量載體繞產(chǎn)品敏感軸的角速率運(yùn)動。本產(chǎn)品以光纖環(huán)為角速率敏感單元、以閉環(huán)檢測電路為基礎(chǔ)，把光纖環(huán)敏感的角速率引起的相位差，通過干涉的方式轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)度信號，檢測電路將強(qiáng)度信號再轉(zhuǎn)化為電壓信號，并通過調(diào)制解調(diào)將該信號檢測出來，然后將其作為反饋信號反饋回光路中，從而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
本產(chǎn)品是由光學(xué)系統(tǒng)及相應(yīng)供電和數(shù)據(jù)處理電路構(gòu)成的慣性傳感器，可提供單軸角度增量信息。
本產(chǎn)品主要用于高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)和定位定向系統(tǒng)的慣性測量組件中。
1.2 組成
產(chǎn)品主要由下述部組件等組成：
a) 光路組件：包括光纖環(huán)、Y波導(dǎo)、耦合器、ASE光源、PIN-FET探測器；
b) 光源驅(qū)動電路，檢測與控制信號電路板；
c) 光纖環(huán)骨架、外罩、上蓋和底板；
1.3 外形及安裝尺寸
外形尺寸(98±0.1)mm í (98±0.1) mm í (35±0.5)mm，
安裝尺寸(80±0.1) mm×(80±0.1) mm，見圖1：
圖1 HT-98閉環(huán)光纖陀螺外形尺寸示意圖
1.4 重量
540g±20g。
1.5 工作溫度
-40℃~+70℃。
1.6 存儲溫度
-55℃~+70℃。
1.7 耐隨機(jī)振動
隨機(jī)振動量級：5.3g，頻率范圍：20Hz~ 2000Hz。
1.8主要性能參數(shù)
表1 主要性能參數(shù)表
序號 | 項(xiàng)目 | 性能指標(biāo) | 備注 |
1 | 量程（°/s） | ±400 | 可選 |
2 | 標(biāo)度因數(shù)（LSB/°/s） | 2000000×（1±10% ） | 可選 |
3 | 常溫標(biāo)度因數(shù)非線性度、不對稱性（ppm） | ≤20 | |
4 | 常溫標(biāo)度因數(shù)重復(fù)性（ppm） | ≤20 | |
5 | 全溫標(biāo)度因數(shù)重復(fù)性（ppm） | ≤100 | |
6 | 零偏（°/h） | ≤1 | 扣除地速 |
7 | 常溫零偏穩(wěn)定性(10s，1σ，°/h) | ≤0.015 | 非補(bǔ)償 |
8 | 常溫零偏重復(fù)性(1σ，°/h) | ≤0.003 | 非補(bǔ)償 |
9 | 隨機(jī)游走（°/ √h） | ≤0.001 | |
10 | 啟動時(shí)間（min） | 0 | |
11 | 振動中與振動前、后偏值變化（°/h） | ≤0.05 | |
12 | 振動前后偏值變化（°/h） | ≤0.05 | |
13 | 耐低氣壓高度（m） | 10000 | |
14 | 磁場敏感度（°/h/Gs） | ≤0.010 |
1.9機(jī)械、電氣接口
1.9.1機(jī)械接口
產(chǎn)品安裝面構(gòu)成對外安裝的固定面，安裝螺釘為M5。
1.9.2電源要求
外部提供給產(chǎn)品的電源有兩路，要求如表2所示：
表2 外部電源要求
+5V | -5V | |
電壓 | 4.75V~5.25V | -4.75V~-5.25V |
紋波 | 20mV | 20mV |
電流 | 1.5A | 0.6A |
1.9.3 電氣接口
HT-98采用貴航電器J30-21TJ (LN6.480.025，L=300mm)-Q/Ln.J6-69A -2003插座與外部進(jìn)行電氣連接（相應(yīng)采集線采用J30-21ZK），接插件定義見表3。
表3 J30-21TJ接插件定義
管腳號 | 信號名稱 | 說明 |
1，12，7，17 | 主板+5V | 陀螺供電 |
6，16，13，14 | 主板±5V地 | |
4，15 | 主板-5V | |
2 | NC | 備用 |
3，5 | NC | 備用 |
8，18 | T+ | RS422發(fā) |
9，19 | T- | |
10，20 | R+ | RS422收（差分同步信號） |
11，21 | R- |
每次連接或接觸該產(chǎn)品的插頭端子時(shí)，應(yīng)采取防靜電措施。
1.9.4 通訊協(xié)議
產(chǎn)品測量的角速率信號以RS422串口自觸發(fā)模式輸出，波特率460800bps，數(shù)據(jù)更新率2ms。
數(shù)據(jù)格式：
a) 每字節(jié)數(shù)據(jù)為11位，包括：第1位為起始位(0)，第2~9位為數(shù)據(jù)位，第10位為偶校驗(yàn)位，第11位為停止位；
b) 一幀數(shù)據(jù)包括陀螺輸出和溫度輸出兩部分，其中陀螺有效數(shù)據(jù)為32位，溫度有效數(shù)據(jù)為12位(位為符號位，0為正，1為負(fù))；
具體格式為：
高位 | 低位 | |||||||
陀螺幀頭： | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
字節(jié)： | 0 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
第二字節(jié)： | 0 | D13 | D12 | D11 | D10 | D9 | D8 | D7 |
第三字節(jié)： | 0 | D20 | D19 | D18 | D17 | D16 | D15 | D14 |
第四字節(jié)： | 0 | D27 | D26 | D25 | D24 | D23 | D22 | D21 |
第五字節(jié)： | 0 | 0 | 0 | 0 | D31 | D30 | D29 | D28 |
第六字節(jié)： | 0 | X | X | X | X | X | X | X |
注：第六字節(jié)為校驗(yàn)字節(jié)，是數(shù)據(jù)包內(nèi)字節(jié)至第五字節(jié)數(shù)據(jù)的XOR值。 | ||||||||
第七字節(jié)： | 0 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
第八字節(jié)： | 0 | D13 | D12 | D11 | D10 | D9 | D8 | D7 |
第九字節(jié)： | 0 | X | X | X | X | X | X | X |
注：第九字節(jié)為校驗(yàn)字節(jié)，是數(shù)據(jù)包內(nèi)第七字節(jié)至第八字節(jié)數(shù)據(jù)的XOR值。 | ||||||||
2產(chǎn)品的安裝
2.1安裝要求
由使用方負(fù)責(zé)對產(chǎn)品進(jìn)行安裝和拆卸，在此過程中，產(chǎn)品不能受到撞擊，也不能對產(chǎn)品外表面進(jìn)行機(jī)械加工。
2.2裝機(jī)前的檢查
a) 檢查產(chǎn)品的外觀有無碰撞等物理損傷；
b) 常溫下，使用絕緣電阻表測試產(chǎn)品輸出接口所有管腳與殼的絕緣電阻，要求≥60MΩ；
c) 必要時(shí)應(yīng)通電檢查產(chǎn)品各項(xiàng)電氣參數(shù)；
d) 用于固定產(chǎn)品的表面平面度優(yōu)于0.05mm；
2.3安裝后的檢查
檢查各安裝螺釘是否牢固。
3 產(chǎn)品的保養(yǎng)、維護(hù)
a) 產(chǎn)品在裝入載體前，要求至少對產(chǎn)品每年通電一次，一次通電時(shí)間為3600s，通電時(shí)不要求檢測產(chǎn)品的各電氣參數(shù)；
b) 產(chǎn)品在裝入載體后，要求至少每年產(chǎn)品通電一次，一次通電時(shí)間為3600s，通電時(shí)不要求檢測產(chǎn)品的各電氣參數(shù)；
c) 產(chǎn)品每8年應(yīng)重新標(biāo)校。
4 常見故障現(xiàn)象及排故方法
本產(chǎn)品處于全密封狀態(tài)，在使用方出現(xiàn)任何故障后均不能現(xiàn)場修復(fù)，需要返回產(chǎn)品生產(chǎn)單位進(jìn)行維修。
以下只列出可能出現(xiàn)的非產(chǎn)品本身的一些故障現(xiàn)象，見表5。若產(chǎn)品在使用中出現(xiàn)其它技術(shù)問題，請使用方聯(lián)系產(chǎn)品生產(chǎn)單位。
表5 常見故障及排故
序號 | 故障現(xiàn)象 | 原因分析 | 排除方法 |
1 | 產(chǎn)品通電，+5V、-5V電流表電流指示基本為0 | 未給產(chǎn)品供電或供電電流過小 | 檢查電源和供電回路，恢復(fù)產(chǎn)品供電 |
2 | 產(chǎn)品通電，+5V、-5V電流表電流指示正常，但計(jì)算機(jī)采集程序不工作 | 測試設(shè)備采集系統(tǒng)異常 | 檢查連接電纜，設(shè)備供電情況 |
軟件程序沖突 | 重新啟動測試計(jì)算機(jī) | ||
3 | 產(chǎn)品通電，+5V、-5V電流表電流指示不正常 | 測試設(shè)備內(nèi)部可能出現(xiàn)短路 | 檢查測試設(shè)備 |
5產(chǎn)品的運(yùn)輸和貯存要求
5.1運(yùn)輸注意事項(xiàng)
a) 按包裝箱所示方向放置產(chǎn)品；
b) 在溫度范圍為-40℃～+70℃時(shí)，允許采用公路、鐵路、空運(yùn)和水運(yùn)的形式運(yùn)輸；
c) 運(yùn)輸過程中確保包裝箱緊固在載體上不會移動。
5.2貯存注意事項(xiàng)
a) 放置在包裝箱中的產(chǎn)品，應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓條件下，貯存在有空調(diào)的倉庫中，環(huán)境溫度為15℃～35℃；
b) 產(chǎn)品的貯存期限為15年。
