光纖陀螺溫度誤差及其抑制方法研究.pdf

1、陀螺儀是慣性技術(shù)領(lǐng)域指示方位角的重要傳感器，在導(dǎo)航、制導(dǎo)、衛(wèi)星定位、大地測(cè)量等軍用和民用的諸多領(lǐng)域起著至關(guān)重要的作用?；赟agnac效應(yīng)的光纖陀螺由于具有質(zhì)量輕、尺寸小、精度高、壽命長(zhǎng)、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為現(xiàn)今國(guó)際上工業(yè)應(yīng)用的重要陀螺儀之一。國(guó)外研制的光纖陀螺及其系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，而國(guó)內(nèi)光纖陀螺的研發(fā)狀況遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)際先進(jìn)水平。制約國(guó)內(nèi)光纖陀螺研發(fā)及其工化應(yīng)用的主要問(wèn)題在于：光纖陀螺在應(yīng)用環(huán)境中易受溫度變化與溫度梯度的影

2、響，導(dǎo)致陀螺輸出存在較大漂移。而光纖環(huán)圈作為光纖陀螺中最重要的敏感核心，它對(duì)溫度的敏感程度直接影響陀螺的溫度性能。
　　本文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）首先闡述了光纖陀螺基本原理及其國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，以及引起光纖陀螺中敏感核心—光纖環(huán)圈發(fā)生溫度漂移的機(jī)理。
　?。?）分析了熱應(yīng)力引起的溫度誤差機(jī)理，提出帶有緩沖層的新型光纖環(huán)圈模式，建立光纖環(huán)圈的溫度有限元模型，通過(guò)有限元分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證明帶有緩沖層的新型光纖環(huán)圈在降

3、低熱應(yīng)力引起的誤差方面較傳統(tǒng)光纖環(huán)圈有明顯的優(yōu)勢(shì)。
　　（3）在詳細(xì)研究由溫度梯度引起的Shupe非互異性誤差的機(jī)理后，指出使用特殊的光纖環(huán)圈繞制方法可以有效的抑制陀螺由于溫度梯度而引起的漂移問(wèn)題。通過(guò)理論推導(dǎo)，證明采用現(xiàn)階段最為常用的四極對(duì)稱方法制作而成的光纖環(huán)圈仍然存在殘余的Shupe誤差。經(jīng)過(guò)提出光纖環(huán)圈的十六極繞法。通過(guò)理論分析和對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明，采用十六極繞法繞制的光纖環(huán)圈可以更為有效的抑制Shupe誤差的影響。