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数字闭环光纤陀螺的调制串扰误差 总被引:1,自引:0,他引:1
通过分析数字闭环光纤陀螺的阶梯波调制信号与输出死区、周期噪声干扰及小角速度漂移的关系,提出了调制串扰误差的概念。指出调制信号与探测器输出信号之间的电交叉耦合及调制信号产生的调制误差是产生调制串扰误差的干扰源。将调制串扰通道模型简化为比例环节和部分积分环节,并和光纤陀螺理想模型结合,建立了光纤陀螺调制串扰误差模型,利用该模型推导出了产生死区的条件及周期噪声干扰和小角速度漂移造成的输出偏差表达式,并对周期噪声的幅值、频率与陀螺输出量级、带宽之间的关系进行了定量分析。调制串扰误差的仿真和实验结果与理论分析结果基本一致,验证了调制串扰误差模型的正确性。 相似文献
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针对谐振式光子晶体光纤陀螺重要的传感部件——谐振腔的关键技术进行优化研究。首先,对谐振腔重要参数进行仿真优化,使其满足谐振腔高清晰度的要求,根据Matlab仿真结果,确定参数优化的主要原则;然后针对光子晶体光纤与普通保偏光纤熔接损耗较大的问题以及偏振噪声问题,提出一种新型光子晶体光纤耦合器,能够有效避免偏振串扰的影响。采用全矢量FDBPM对耦合器的耦合传输特性进行数值仿真,耦合特性表明,传输偏振模的耦合长度较短,在谐振式光子晶体光纤陀螺的小型化方面具有一定的优势。 相似文献
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热致偏振耦合噪声、背向散射噪声和非线性克尔噪声等因素严重制约了谐振式光纤陀螺的发展,降低噪声的影响对提高谐振式光纤陀螺的精度具有重要的研究意义。本文设计了一种双环腔谐振式光纤陀螺结构,并通过理论分析热致偏振噪声对谐振曲线的影响,提出了一种新的信号检测方法。该检测方法可以判断出谐振曲线受偏振噪声影响小的一边,并利用单边检测方法降低偏振噪声对陀螺精度的影响,双环腔结构也可以有效抑制背向散射噪声。仿真分析表明,在温度变化0.002℃时,检测的归一化幅值误差由0.2261降低到0.0327,单边检测方法可以明显地降低偏振波动噪声带来的影响。 相似文献
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用于光纤陀螺的光纤环缠绕工艺研究 总被引:1,自引:0,他引:1
光纤陀螺中光纤环是一个重要部件,不仅可以通过调整光纤环结构参数,如光纤环面积、光纤长度,来提高光纤陀螺精度,同时环境因素,如温度、应力也将通过改变光纤环中光纤的物理参数,引起非互易性相位噪声,从而降低光纤陀螺精度。 相似文献
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光纤陀螺在两个方面正在取代机械陀螺:一是新设计的应用,二是已有的应用陀螺场合。光学陀螺所具有的高可靠性、对重力g的不敏感性和对振动、冲击的容限,使其特别适合于车辆、军事上的应用。基于Sagnac干涉效应,如环形激光陀螺、光纤陀螺的概论已有十十年之久了。它有闭环和开环两种结构,但由于闭环结构成本较高,目前只利用开环光纤陀螺取代机械速率陀螺。我们开发了一系列低成本光纤陀螺,它们基于全光结构,采用椭芯的保偏光纤、方向耦合器和偏振器。开环光纤陀螺是以最小结构的形式构成的。激光光束在光纤敏感相向传输,它们是完全互逆的。早期的形式采用方向耦合器隔离激光光源和光探测器,一个偏振器用来确保一个模式分布,而第二个耦合器作为与光纤环的接入口,在光纤环的一端加上一个压电陶瓷相位调制器以进行调制,以便同步检测干涉仪的输出。光源探测器处的耦合器不属于最小结构中的一部分,它可以通过用光源的反向的探测器取消。目前许多激光光源被用于这样一个探测光输出的探测器,由于陀螺转动信号是调制信号,很容易与恒定的激光输出信号分开。我们这种结构的FOG为简化最小结构(RMC),比较两种开环结构可以看出:两者之间没有明显的区别,但从性质上分,在RMC结构中,激光器工作在接近阈值的点,因而在光谱上比较窄。在光陀螺中希望有一个宽带的光谱,可以避免由于绕环导致的偏振起伏,从而引起偏置的不稳定性。这也就限定了RMC结构在一些高精度的陀螺应用。光纤陀的特性可以通过选择光纤的长度、环的直径和激光功率在一个比较大的范围内调整,以适应不同的应用要求,而不需要改变其结构。光纤陀螺从本性上为宽带的,其输出谱特性可以由简单的模拟滤波器、扩展伺服回路的动态特性加以控制。与简单的机械陀螺相比,这一宽带特性可以扩展为非常低的频率,从而改善定位精度。我们已生产了1000多套这两种结构的光纤陀,本文将提供Allan变化,随温度变化的偏置、刻度因数的线性数据,典型的特性参数如下:也许光纤陀螺应用最大的限制为刻度系数,因为Sagnac干涉仪的灵敏度领先光纤长度乘以直径,并且几何尺寸和在敏感轴垂直平面上投影使光纤陀螺改型应用的困难得以克服。在带宽限制范围内,光纤陀螺可以在众多的系统中应用。 相似文献
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JIA Ming YANG Gongliu School of Instrumentation Science Opto-electronics Engineering Beihang University Beijing China 《中国航空学报》2011,24(5):640-647
Optical fiber coil winding model is used to guide proper and high precision coil winding for fiber optic gyroscope (FOG) application. Based on the large-deformation theory of elasticity, stress analysis of optical fiber free end has been made and balance equation of infinitesimal fiber is deduced, then deformation equation is derived by substituting terminal conditions. On condition that only axial tensile force exists, approximate curve equation has been built in small angle deformation scope. The comparison of tangent point longitudinal coordinate result between theory and approximation gives constant of integration, and expression with tangent point as origin of coordinate is readjusted. Analyzing the winding parameters of an example, it is clear that the horizontal distance from the highest point of wheel to fiber tangent point has millimeter order of magnitude and significant difference with fiber tension variation, and maintains invariant when wheel radius changes. The height of tension and accurate position of tangent point are defined for proper fiber guide. For application to fiber optic gyroscope, spiral-disc winding method and nonideal deformation of straddle section are analyzed, and then spiral-disc quadrupole pattern winding method has been introduced and realized by winding system. The winding results approve that the winding model is applicable. 相似文献
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《中国航空学报》2021,34(5):93-102
SiBCN and BN/SiBCN light-leakage-proof coatings were prepared on silica optical fibers for sensing applications at high temperatures. Scanning electron microscopy was used to characterize the surface morphology and microstructure of the coated fiber. Mechanical and optical properties of the coated fiber were characterized by Raman, optical and tensile tests. Compared with the original fiber, the tensile strength of SiBCN and BN/SiBCN coated fiber show an increase of about 60% and 90% at room temperature, respectively. In addition, the tensile strength of BN/SiBCN coated silica optical fiber was increased by about 42% at 700 °C. It has been found that the improvement of the strength of BN/SiBCN coated silica optical fiber is related to the healing of defects and residual compressive stress in fibers. From the light transmittance performance of the coated fiber, it was found that BN/SiBCN double coating could be an ideal total reflection solution to protect silica optical fiber from light leakage during high temperature sensing operation. 相似文献
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光纤陀螺仪可用于测量载体相对惯性空间的角运动, 是光纤惯导系统的核
心部件。因此,要求光纤陀螺仪具有较高的精度和良好的环境适应性。光纤环是光纤陀
螺仪的角速度敏感部件,光纤环受到环境因素影响,将导致光纤陀螺仪精度下降,因此
需要对光纤环采取适当的保护措施。分析了气压变化导致光纤陀螺仪零偏稳定性变差的
机理: 环境气压的急剧变化, 会使光纤环上产生附加应力, 造成光纤的折射率分布不
均,导致光路产生非互易性相位差,使光纤陀螺仪零偏产生漂移,零偏稳定性变差;并
提出了对光纤陀螺仪进行密封的措施来抑制该效应。经试验验证,采用此密封设计后,
光纤陀螺仪在变气压环境中的零偏稳定性改善了近10 倍。 相似文献