温度暂态效应对光纤陀螺性能的影响及其减小措施

对温度暂态效应影响光纤陀螺零偏特性的机理进行了详细的理论分析,提出了几种消除温度暂态效应对光纤陀螺性能影响的方案,尤其是四极对称缠绕技术对提高光纤陀螺的温度特性具有更为明显的效果.     

结构谐振对闭环光纤陀螺振动性能的影响

振动性能是体现光纤陀螺环境适应性的一项重要指标。结构谐振是引起光纤陀螺振动误差的主要因素之一。在描述了光纤传感环圈骨架谐振对陀螺振动性能影响的试验现象的基础上,通过环圈骨架的有限元分析,以及光纤陀螺振动误差模型的推导,得出了环圈骨架谐振频率与陀螺振动输出零位漂移最大点的频率相吻合的结论。针对环圈骨架的薄弱环节进行改进设计及实验验证,结果表明消除结构谐振后的陀螺在0～2000Hz之间振动,输出不再发生明显漂移,振动过程中陀螺的零偏变化不超过0.2(o)/h。     

光纤陀螺结构动力学优化设计

光纤陀螺作为一种基于sagnac效应的角速度传感器，其结构的主要力学环境是振动，系统对结构的要求是小型化、轻量化．利用结构优化技术对光纤陀螺的主结构件进行了动力优化设计，得到了比较满意的设计结果。     

微小型三轴光纤陀螺技术

微小型三轴光纤陀螺是基于Sagnac效应的新一代小型化光学角速率传感器,能同时敏感空间3个正交方向的角速率,具有体积小、质量轻及成本低等诸多优点.介绍了国内外微小型三轴光纤陀螺的原理、国内外发展情况及国内小型化光学元器件的技术水平.分析了光纤小曲率半径对微小型三轴光纤陀螺性能的不利影响,并首次从工程实际出发,提出了抑制不利影响的途径和方法,计算了其所能达到的理论极限精度.通过优化设计光路系统,首次设计出了微小型一体化三轴光纤陀螺,并按照GJB2426A-2004的要求对其主要技术指标进行了测试,为其工程化应用打下了坚实的基础.测试结果表明:微小型三轴光纤陀螺的主要技术指标达到甚至超过了国际同类产品的水平,极大地推动了微小型三轴光纤陀螺技术在中国的应用和发展.     

光源光谱对光纤陀螺的性能影响分析

分析了光源光谱对光纤陀螺性能的影响，指出了在光纤陀螺中光源光谱特性指标的计算方法，尤其是光源相干函数的计算方法，并通过理论分析得到了适合于光纤陀螺应用的光源光谱形状。理论分析和实验结果表明：高斯形光源光谱最适合光纤陀螺应用。     

应力分析仪在光纤陀螺传感环圈测量中的应用

光纤传感环圈是光纤陀螺的核心敏感部件,其内部应力分布对陀螺整体性能有不可忽视的影响。对应力分析仪的测量原理——受激布里渊散射(SBS)进行了分析,并介绍了STA202型应力分析仪的主要性能指标。使用该应力分析仪对多个不同的光纤陀螺传感环圈进行了测试,观察到了环圈内部存在的多种应力分布状况,并对其产生原因进行了初步分析。测试结果表明:应力分析仪能够测量光纤环圈内部的应力分布,了解环圈缠绕的均匀性,并为改进光纤陀螺环圈的缠绕工艺、提高环圈质量提供有力的支持。     

抑制掺铒光纤光源强度噪声的方法研究

目前,高精度光纤陀螺普遍采用掺铒光纤光源,对这种陀螺来说检测灵敏度受强度噪声限制.分析了强度噪声的特点及对陀螺的影响,并提出了一种软件实现的方法来抑制强度噪声,经验证随机游走减小了30%.     

机械振动对光纤陀螺的影响及其减小措施

机械振动是光纤陀螺应用过程中无法回避的环境因素之一，如何提高机械振动条件下的精度是光纤陀螺设计和工程应用中必须考虑的内容。对机械振动影响光纤陀螺仪性能机理进行理论分析的基础上，在光纤环圈中引入了“匹配点”的概念，指出在光纤环中“匹配点”的空间位置越近越利于提高陀螺的振动性能，提出了通过采用四极对称缠绕技术是实现“匹配点”最小的一项有效措施，通过实例说明能否很好的控制四极对称绕法精度，对光纤陀螺的机械振动性能有很大的影响；实现了四极对称缠绕技术，很好的抑制了机械振动对光纤陀螺性能的影响。     

光纤陀螺中随机游走的分析研究

随机游走是描述光纤陀螺性能的一项重要指标．在阐述随机游走概念的基础上，分析了引起随机游走的噪声源，并对各噪声引起的随机游走进行了理论计算，得出强度噪声是引起陀螺随机游走的最主要因素的结论．这为减小随机游走即抑制强度噪声提供了理论基础．     

适用于光纤陀螺的保偏光纤特性研究

在光纤陀螺中,保偏光纤性能的优劣直接影响陀螺的输出精度和温度特性.理论分析了光纤参数,特别是光纤涂层与陀螺稳定性的关系,通过改善特定的光纤涂层指标,光纤在时变温度场下的可靠性得到提高,并最终保证了陀螺具有更强的抗环境干扰能力.将理论预测与实际工程应用相结合,采用改进后的保偏光纤绕制的陀螺,表现出了更好的温度性能,基于对保偏光纤特性的理论和初步实验研究,强调了一直以来被忽视的保偏光纤参数在光纤陀螺应用中的重要性.