专利名称：使用矢量传感器进行精确测量的矢量调制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高精度测量的方法。显著削减传感器内部失调、失调的漂移、各种噪声和外界干扰引起的测量误差，精确分离出输入量引起的响应，适用于矢性物理量精确测量，简称“矢量调制法”。
背景技术：
传感器内部普遍存在失调、失调的漂移、各种噪声，并受到外界干扰，引起系统误差。限制测量系统精度的主要因素是传感器误差。
减少传感器误差的常用方法有隔离、保护、屏蔽、调制、滤波、最优估计、反馈、补偿。应当考虑尽可能早地对信号进行调制，一旦干扰或噪声进入信号并变成信号的一部分，就再也不能从根本上加以区别，只能进行近似地估计、滤波或补偿。所以，在信号进入传感器之前进行调制，此时最有效。而正弦波内在的连续性和抗干扰能力，可用作调制载波。
目前，众多专家学者致力于测量误差修正问题的研究，最优估计、滤波、反馈、补偿、隔离、屏蔽等方法都可以从一定程度上减少传感器系统误差，但不是最佳方案。计量出版社2001年1月出版的《电子测量系统理论与实践》一书364页提到欧洲专利ADM法，与本发明思路相同，但仅使用了矢性时空的两个点，而不是本发明的无数点。

发明内容
为了提高物理量测量精度，解决高精度测量难题，本发明依据调制解调原理，将输入信号调制为正弦调幅波，以最佳方式分离上述传感器测量误差。
本发明解决其技术难题所采用的技术方案是将传感器以稳定速率旋转或摆动，这时矢性输入量在进入传感器之前已成为正弦波，由于传感器的频率保持性，输出中只有与调制频率相同的成份才是输入的响应，有用信息与上述传感器测量误差得以分离，利用频率特征锁定了输入信号的响应。
本发明的有益效应是以最佳方案分离了输入响应与传感器测量误差。


附图是调制方法示意图。垂直纸面的Ω轴是传感器的测量轴，调制方法是在垂直Ω的方向绕ω轴摆动或转动传感器。
旋转调制时，旋转轴如图中ω所示，输入量在垂直ω轴的平面内某一方向上。
摆动调制时，以Ω轴为中心线向两侧摆动，输入信号在垂直ω轴和Ω轴的方向上，如箭头所示。
具体实施例方式
此处以光纤陀螺测量输入角速率为例说明矢量调制法，其它应用情况相同。
如图所示，旋转调制时，Ω为陀螺的测量轴，输入角速率在垂直ω轴的平面内。将光纤陀螺绕ω轴以某一速率旋转，如每秒20转，在陀螺输出信号中，提取20HZ谐波分量的幅值和相位，经过信号处理即是要测量的惯性量的幅值和方向信息。
摆动调制时，Ω为陀螺的测量轴，输入信号在其垂直方向，以ω为轴将光纤陀螺向Ω轴左右两侧做等幅度摆动，例如最大45度，来回摆动60次/秒，在陀螺输出信号中，提取60HZ谐波分量的幅值和相位，经过简单处理即是要测量的惯性量的幅值。
权利要求
1.矢量调制法，是用于高精度物理量测量领域的一种提高测量精度的方法。将传感器输入信号在进入传感器之前调制，分离传感器内在误差。
2.根据权利要求1所述的矢量调制法，其特征是对传感器输入信号的调制方法是机械旋转或摆动。
3.根据权利要求1所述的矢量调制法，其特征是所用传感器是具有各向异性的矢量传感器，被测物理量是具有方向性的矢性物理量。以光纤陀螺为例，对同一角速率A度/秒，当光纤陀螺测量轴与角速率方向重合时，输入信号为A；当相反时，输入信号是-A，当垂直时，输入信号为0。这类传感器具有各用异性，称为矢量传感器。被测量具有方向性，称为矢性物理量。
全文摘要
矢量调制法是使用调制解调原理，分离传感器失调、失调漂移、内部噪声和外部干扰影响的高精度测量方法。矢量调制法将输入信号调制为调幅正弦波，提取传感器输出信号中的相同频率分量，即是欲测物理量的极低噪声输入响应。
文档编号G01D3/028GK1560567SQ20041001358
公开日2005年1月5日 申请日期2004年3月1日 优先权日2004年3月1日
发明者赵岳生, 邓正隆 申请人:赵岳生