光纤陀螺开环检测系统的数字化研究

开发了一种接收并处理光纤陀螺开环信号的数字化系统,用此系统实现GPIB总线到USB通用串口总线的连接,从而实现人机的友好界面。使用CPLD来实现GPIB总线的各种接口功能,在Windows平台下采用VC++设计的数字采集处理系统,能够实时控制进程、高速收发数据并实时显示其结果,系统的设计灵活,可靠性稳定性增加,误码率降低,效率高,同时光纤陀螺开环检测系统也实现了标准化和全数字化。     

光纤陀螺纯滞后测试系统的设计与实现

针对纯滞后时间这一衡量光纤陀螺（FOG）动态性能的关键评测指标,设计光纤陀螺纯滞后时间测试系统.该测试系统通过撞击结构产生角速度冲击,利用数据分析得到纯滞后时间的测试结果.相比于其他的纯滞后时间测试系统,该系统可以在不改变陀螺原有工作状态的前提下实现纯滞后时间的测试.在阐明纯滞后系统测试的方案和原理之后,采用研制出的测试系统对典型陀螺产品的极限纯滞后时间进行测试.测试系统能够实现的测试精度和测试次数相关,当测试次数达到31次时,可以有99%以上的概率实现±25 μs的测量精度.     

单模光纤环轴向磁场问题的理论研究

去偏光纤陀螺的非理想单模光纤,在垂直于光纤环面的轴向磁场作用下,由于Faraday 效应,在其中传播的正反两束光会产生一个与磁场有关的非互易相位差.本文基于单色光对在轴向磁场作用下的单模光纤环进行理论推导、分析,给出仿真结果和实验结果,并提出减小轴向磁场作用下的Faraday非互易相位差的方法.     

新型光电位置检测技术

光电位置传感器(PSD)具有响应时间短、位置分辨率高、光谱响应范围大的优点。本文介绍了 PSD 的标定方法及在光扫描测试技术上的应用,其电路信号处理简单、精度高、对测量光强不敏感。若将 PSD 动态扫描角测试系统的性能更加完善,可形成一种具有实用价值的非接触光学动态测试技术。     

双频激光干涉三自由度微振动测量系统

为获取光学平台多自由度微振动信息,设计了一种基于平面镜双频激光干涉的三自由度动态微振动测量系统。该系统利用激光多普勒效应,采用三个测量轴获得测量反射镜的三点位移信息,计算出测量镜平动、扭转角、俯仰角信息,实时检测三自由度的微振动情况,从而为光学系统的微振动补偿控制提供基础。对微振动测量系统进行了不确定度分析,建立了不确定度模型,为进一步提高系统精度提供理论依据,也为系统在校准和计量领域的应用奠定基础。实验过程中,采用高精度地震计对待测平台进行同步测量,与系统平动测量结果进行对比,验证了系统的测量准确性。该系统的平动分辨率可达到5nm,扭转角分辨率为5.05μrad,俯仰角分辨率为4.69μrad,具有多自由度、非接触、高分辨、可溯源的优点。     

光纤陀螺的振动特性研究

光纤陀螺作为机载导航设备应用时,环境振动对陀螺精度的影响不容忽视。现初步探讨了光纤陀螺的振动特性。通过ANSYS有限元振动模态分析与正弦扫频振动下的陀螺零偏输出实验,研究了单轴光纤陀螺的结构体共振频率以及振动对陀螺性能的影响,并在此基础上,提出了陀螺结构设计的改进方法。     

光纤陀螺用SLD光源全数字控制系统

超辐射发光二极管(SLD)是干涉式光纤陀螺的理想光源,介绍了全数字SLD光源控制系统的硬件构成、控制软件流程及PID算法。测试结果表明,在-20～50℃温度范围内,光功率波动小于0.3%,平均波长的温度漂移为3×10-6/K,此数控方法在光纤陀螺高精度、工程化研究中有良好的应用前景,对其他半导体激光光源的高精度控制具有通用性。     

一种新型的动态光扫描测试技术

介绍了一种利用光电位置传感器（ＰＳＤ）的动态光扫描测试技术，光电位置传感器的误差标定方法及电路设计原理。其电路具有信号处理简单，分辨力高，精度高，对测量光强不敏感等优点。     

两种消偏陀螺的轴向磁场灵敏度

运用琼斯矩阵,分别建立了轴向磁场作用下,单消偏陀螺系统和双消偏陀螺系统产生Faraday非互易相位差的理论模型.导出了两种系统的非互易相位差的表达式,并对其进行理论分析和仿真,最后给出两种系统轴向磁场作用下的实验结果.提出:采用双消偏系统并使得两个消偏器的45°误差之和趋于0,可以在很大程度上减小消偏陀螺的轴向磁场灵敏度.     

干涉式光纤电流传感器

提出了使用干涉法精确测量较大电流的新方法.运用琼斯矩阵,分别对两种干涉系统敏感电流进行理论分析和推导,给出仿真结果,并提出使用双消偏干涉式光纤电流传感器系统可以测量极大的电流,使用单消偏系统精确测量较小电流的方案.与传统测量相比,此测量系统体积小、重量轻、可靠性高且易于野外操作,有很广阔的应用前景.