FOG光纖環(huán)溫度瞬態(tài)特性檢測理論及方法.pdf

1、光纖環(huán)是光纖陀螺（Fiber Optic Gyro，F(xiàn)OG）的傳感核心，它的纏繞質(zhì)量好壞直接決定光纖陀螺的精度。目前，傳統(tǒng)的光纖環(huán)檢測方法（例如憑借消光比來評判保偏光纖環(huán)的優(yōu)劣）不能完全反映出光纖環(huán)的纏繞質(zhì)量，具有局限性。本文針對光纖環(huán)傳統(tǒng)檢測手段的局限性，提出了一套FOG光纖環(huán)溫度瞬態(tài)特性檢測理論、評價(jià)方法與指標(biāo)，此檢測方法無需將光纖環(huán)置于最終陀螺成品階段就能夠全面表征光纖環(huán)的纏繞質(zhì)量。本文的主要研究內(nèi)容如下： 1.建立了三維

2、光纖環(huán)溫度瞬態(tài)響應(yīng)數(shù)學(xué)模型，此模型能夠全面分析由徑向、軸向和周向溫度梯度造成的熱致非互易效應(yīng)，為光纖環(huán)溫度瞬態(tài)特性檢測方法的驗(yàn)證奠定了理論基礎(chǔ)。并滿足三維光纖環(huán)溫度瞬態(tài)響應(yīng)數(shù)學(xué)模型的需求，開發(fā)了光纖環(huán)繞法三維數(shù)字化專用軟件。 2.采用有限元技術(shù)，建立了三維光纖環(huán)有限元模型來仿真溫度激勵(lì)作用下的光纖環(huán)溫度場分布，借助此溫度場信息實(shí)現(xiàn)了光纖環(huán)三維溫度瞬態(tài)響應(yīng)的定量理論分析能力。通過對比仿真計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，成功驗(yàn)證了三維模型的有效

3、性。并基于此三維光纖環(huán)模型，在理論上有效地論證了光纖環(huán)溫度瞬態(tài)特性檢測方法的可行性。 3.建立了光纖環(huán)溫度瞬態(tài)特性檢測系統(tǒng)，其中包括光纖環(huán)溫度瞬態(tài)特性檢測平臺、光纖環(huán)本征頻率快速精確測量、陀螺系統(tǒng)的標(biāo)定和溫度激勵(lì)源的設(shè)計(jì)。 4.借助光纖環(huán)溫度瞬態(tài)特性檢測系統(tǒng)開展了光纖環(huán)改變其對稱性的溫度瞬態(tài)特性檢測實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)上成功地驗(yàn)證了光纖環(huán)溫度瞬態(tài)特性檢測方法用于檢測光纖環(huán)全面纏繞質(zhì)量的有效性。并提出了光纖環(huán)徑向、軸向等效不對稱度