张 昊,岳亚洲,雷 兴,马圣杰

(1. 西安飞行自动控制研究所,陕西 西安 710065;2. 航空惯性技术重点实验室,陕西 西安 710065)

0 引言

核磁共振陀螺主要通过检测激励磁场频率与惰性气体共振频率瞬时频差实现运动平台角运动测量[1-2]。三轴磁场线圈是陀螺的核心组成部分,也是磁补偿方案的执行机构。横向线圈的耦合值直接影响陀螺的磁补偿效果,进而影响陀螺精度。传统的磁通门测量横向线圈的耦合方法无法做到原位测量,即不能反映线圈在陀螺内部工作时的真实耦合值。本文提出了一种新的基于核磁共振陀螺内置磁力仪的横向线圈耦合标定方法,实现原位测量,通过理论建模、仿真与实验验证了方法的可行性,并使用提出的方法对同一批次的线圈进行筛选。

1 横向线圈耦合与标定原理

1.1 横向线圈耦合

磁场系统作为核磁共振陀螺的核心组成部分,由产生Z轴方向静磁场B0的纵向线圈,X、Y轴方向的横向磁场线圈以及相应的驱动模块组成。静磁场B0作为惰性气体进动的中心轴,其稳定性决定了陀螺零偏及轴向的稳定性[2]。横向磁场包含X轴、Y轴磁场,主要用于维持惰性气体进动状态稳定以及补偿因环境磁场扰动引起的陀螺零位漂移[3-4]。陀螺所需三轴磁场一般由三轴磁场线圈提供。

理想情况下,三轴磁场线圈虽然是一个物理整体,但三轴磁场线圈生成的磁场不存在耦合情况,例如X轴磁场线圈只生成X轴磁场。实际中,Z轴线圈由均匀或非均匀螺线管构成[5],各匝线圈的同轴度由支撑骨架保证,实物加工精度与设计精度较相符,误差在2%以内;而X、Y轴线圈产生的磁场均匀度以及指向精度明显弱于同轴螺线管[6]。……