光纤陀螺中光纤环振动和温度对其精度影响及检测研究

摘要

光纤陀螺具有体积小、结构简单、零部件少、成本低、耐冲击和抗加速度运动、动态范围宽、电磁兼容性好等诸多优点，其理论上的工作精度能够达到很高。但由于实际应用中存在各种各样干扰因素及误差，满足高精度要求并实现低成本难度很大。本文从目前国内外光纤陀螺研制水平的差距出发，提出了在继续提高国产光学器件的制造质量水平的同时，对影响光纤陀螺精度的各种误差源进行分析，并结合现有光学元件特性对光纤陀螺系统进行合理优化的观点。
　　论文首先从分析光纤陀螺的工作原理入手，列举了影响光纤陀螺精度的几个主要因素，并对各种误差源产生的影响提出了初步的解决方案。
　　在此基础上，论文从光纤陀螺的振动机理出发，采用有限元建模仿真的方法，对光纤陀螺光纤环的振动特性进行了分析，提出了减小和抑制由振动产生误差的措施。
　　接下来在理论上分析了温度变化对光纤环精度的影响，比较了光纤环在不同绕制方法下对温度漂移的抑制作用大小，针对用四极对称绕法绕制的光纤环易出现的缺陷提出了改进措施，并对主要光学元器件进行了温度实验，为温度补偿提供了参数依据。
　　论文最后对光纤陀螺电路部分进行研究，通过对电路参数的分析计算，确定了主要元器件选取的性能指标，实现了小信号放大、降噪滤波、反馈输出的电路设计要求。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 光纤陀螺的研制和发展近况及其研究的问题

1.2 光纤陀螺的用途及应用领域

1.3 课题意义

1.4 本文的主要内容

第二章 光纤陀螺的工作原理

2.1 萨格奈克（Sagnac）效应

2.2 光纤陀螺系统工作方式

2.3 影响光纤陀螺精度的主要因素

2.4 本章小结

第三章 光纤陀螺振动特性分析

3.1 光纤陀螺振动干扰的研究

3.2 抑制振动调制的措施

3.3 光纤陀螺结构的有限元分析

3.4 光纤环结构改进的研究

3.5 本章小结

第四章 光纤陀螺温度特性分析

4.1 Shupe效应引起的非互易性相移

4.2 光纤环温度分布模型

4.3 光纤环在不同绕制方法下受温度的影响

4.4 利用四极对称绕法绕制而成的光纤环易出现的缺陷

4.5 试验分析

4.6 本章小结

第五章 光纤陀螺的电路设计

5.1 数字闭环光纤陀螺光源驱动电路设计

5.2 数字闭环光纤陀螺信号检测电路设计

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 论文的主要工作内容

6.2 今后需要进一步开展研究的工作

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果