光纖陀螺儀是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中用于測量載體角速率的新型儀器,具有全固態(tài)、結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本低、測量的精度和靈敏度高等突出優(yōu)點(diǎn)。但是作為光纖陀螺儀中核心傳感器件的光纖環(huán)在實(shí)際應(yīng)用中對于環(huán)境溫度的變化非常敏感,在變化的溫度場中會產(chǎn)生較大的零偏溫度漂移。而其與載體角速度導(dǎo)致的零偏漂移在光纖陀螺儀的輸出信號中無法區(qū)分從而引起測量誤差,對光纖陀螺儀的實(shí)際應(yīng)用造成了很大的阻礙。本文主要針對光纖陀螺儀溫度誤差硬件補(bǔ)償方法中的光纖環(huán)繞法進(jìn)行研究,通過分析溫度誤差的產(chǎn)生原因和抑制方法對光纖環(huán)繞法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),從而提升了光纖陀螺儀的測量精度和溫度性能。本文首先介紹了干涉式光纖陀螺儀的測量原理、光纖陀螺儀中非互易性誤差及抑制方法、光纖陀螺儀中各光電子器件的功能以及光纖陀螺儀的主要性能指標(biāo)。然后推導(dǎo)出了光纖環(huán)中的shupe誤差和熱應(yīng)力誤差公式,分析了影響光纖環(huán)溫度誤差的主要因素并提出改善光纖環(huán)繞法可以抑制光纖環(huán)中產(chǎn)生的溫度非互易性誤差。接著建立了以層為單位的各繞法光纖環(huán)溫度相位誤差數(shù)學(xué)模型,從理論上分析了各繞對于溫度梯度的抑制作用。并在交叉對稱繞法的基礎(chǔ)上提出了反交叉對稱繞法,發(fā)現(xiàn)該繞法對于徑向溫度梯度及軸向溫度... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

I-FOG的結(jié)構(gòu)原理

中北大學(xué)學(xué)位論文3閉環(huán)式光纖陀螺儀則具有較高的測量精度、良好的零偏穩(wěn)定性、較高的線性度及較大的測量范圍，通常用于中高精度的慣性導(dǎo)航測量領(lǐng)域。（2）諧振型光纖陀螺儀（R-FOG)諧振型光纖陀螺儀的工作原理是先將激光光源產(chǎn)生的光波經(jīng)耦合器分為兩束諧振光并以相反的傳播方向通入光纖諧振腔，當(dāng)諧振腔角速度為零時兩束光的諧振頻率相等，而當(dāng)諧振腔轉(zhuǎn)動時可以通過測量兩束光的諧振頻率差來獲得轉(zhuǎn)動的角速度，其結(jié)構(gòu)原理圖如圖1-2所示[20]。與I-FOG相比，R-FOG具有所用光纖短、結(jié)構(gòu)簡單、光源穩(wěn)定性好、受環(huán)境因素影響較小等優(yōu)點(diǎn)，但是對光纖諧振腔的精密度和激光光源的要求很高也制約了它的發(fā)展。圖1-2R-FOG的結(jié)構(gòu)原理Figure1-2StructureprincipleofR-FOG（3）布里淵散射型光纖陀螺儀(B-FOG)布里淵散射型光纖陀螺儀的結(jié)構(gòu)原理圖見圖1-3。圖1-3B-FOG的結(jié)構(gòu)原理Figure1-3StructureprincipleofB-FOGB-FOG以大功率的激光器做光源，經(jīng)耦合器將光源發(fā)出的光分為兩束并以相反的傳播方向通入光纖諧振腔，入射光會在光纖諧振腔中發(fā)生受激布里淵散射并產(chǎn)生傳播方向相反、頻率和譜寬相同的兩束激光。當(dāng)光纖諧振腔發(fā)生轉(zhuǎn)動時，兩束激光的頻率便不再相等，且兩束激光的頻率差與光纖諧振腔的轉(zhuǎn)速正相關(guān)。根據(jù)二者的

中北大學(xué)學(xué)位論文3閉環(huán)式光纖陀螺儀則具有較高的測量精度、良好的零偏穩(wěn)定性、較高的線性度及較大的測量范圍，通常用于中高精度的慣性導(dǎo)航測量領(lǐng)域。（2）諧振型光纖陀螺儀（R-FOG)諧振型光纖陀螺儀的工作原理是先將激光光源產(chǎn)生的光波經(jīng)耦合器分為兩束諧振光并以相反的傳播方向通入光纖諧振腔，當(dāng)諧振腔角速度為零時兩束光的諧振頻率相等，而當(dāng)諧振腔轉(zhuǎn)動時可以通過測量兩束光的諧振頻率差來獲得轉(zhuǎn)動的角速度，其結(jié)構(gòu)原理圖如圖1-2所示[20]。與I-FOG相比，R-FOG具有所用光纖短、結(jié)構(gòu)簡單、光源穩(wěn)定性好、受環(huán)境因素影響較小等優(yōu)點(diǎn)，但是對光纖諧振腔的精密度和激光光源的要求很高也制約了它的發(fā)展。圖1-2R-FOG的結(jié)構(gòu)原理Figure1-2StructureprincipleofR-FOG（3）布里淵散射型光纖陀螺儀(B-FOG)布里淵散射型光纖陀螺儀的結(jié)構(gòu)原理圖見圖1-3。圖1-3B-FOG的結(jié)構(gòu)原理Figure1-3StructureprincipleofB-FOGB-FOG以大功率的激光器做光源，經(jīng)耦合器將光源發(fā)出的光分為兩束并以相反的傳播方向通入光纖諧振腔，入射光會在光纖諧振腔中發(fā)生受激布里淵散射并產(chǎn)生傳播方向相反、頻率和譜寬相同的兩束激光。當(dāng)光纖諧振腔發(fā)生轉(zhuǎn)動時，兩束激光的頻率便不再相等，且兩束激光的頻率差與光纖諧振腔的轉(zhuǎn)速正相關(guān)。根據(jù)二者的

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]數(shù)字閉環(huán)光纖陀螺誤差分析及其補(bǔ)償技術(shù)[D]. 王曦.哈爾濱工程大學(xué) 2014
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碩士論文
[1]光纖陀螺標(biāo)度因數(shù)溫度特性的研究[D]. 劉晨晨.哈爾濱工程大學(xué) 2019
[2]光纖環(huán)繞制工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 喬立軍.中北大學(xué) 2017
[3]光纖陀螺溫度特性分析與補(bǔ)償[D]. 張春梅.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[4]高精度光纖自動纏繞機(jī)研制[D]. 彭杰.浙江大學(xué) 2016
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[6]干涉式光纖陀螺信號處理電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 阮曄鋒.浙江大學(xué) 2012
[7]光纖陀螺中的Shupe誤差及八極繞環(huán)技術(shù)研究[D]. 陳桂紅.天津大學(xué) 2010
[8]干涉式光纖陀螺光路系統(tǒng)仿真及誤差分析[D]. 王萌.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[9]閉環(huán)干涉式光纖陀螺儀溫度補(bǔ)償技術(shù)的研究[D]. 張俊杰.燕山大學(xué) 2006



本文編號：3208670