对称法减小去偏陀螺轴向磁场灵敏度

基于单色光,利用琼斯矩阵,导出了去偏光纤陀螺对垂直于光纤环面的轴向磁场敏感的具体公式.分别对单个光纤环和两个对称的光纤环进行理论分析、给出仿真结果,并首次提出减小轴向磁场灵敏度的新方法:采用两个对称的光纤环减小轴向磁场灵敏度.与单个光纤环相比,不对称度为1%的两个对称光纤环,轴向磁场灵敏度可以下降到3‰以下.     

消偏光纤陀螺径向磁场问题的理论研究

消偏光纤陀螺,由于单模光纤的不理想,外界磁场会对在光纤中转播的偏振光产生作用(Faraday 效应),而产生一个与磁场有关的附加的非互易相位差.基于单色光,对径向磁场作用下的整个陀螺系统进行理论推导、分析,给出仿真结果和实验结果,并提出减小径向磁场作用下的Faraday非互易相位差的方法.     

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.     

轴向磁敏法评价消偏陀螺的性能

Lyot消偏器的性能直接决定着消偏光纤陀螺的零偏精度,评价消偏器的好坏在光纤陀螺工程化中至关重要.当前保偏焊接机精度下,精确获得Lyot消偏器的45°角需要进行多次焊接,且传统的评价方法是长期测试陀螺零偏稳定性,效率很底.本文提出通过增大垂直于光纤环面的轴向磁场,放大双消偏陀螺中的附加非互易相位差,从而短时间检测出陀螺的零偏.和传统的评价方法相比,本方法在检测Lyot消偏器45°误差方面效率提高了36倍,能评价的45°误差小于0.01°.     

光纤陀螺环振动性能评价体系的建立与应用

建立了光纤环振动响应的理论模型,分析得到光纤环振动瞬态响应振幅与振动激励频率和加速度振幅呈正比的结论,并进行实验验证,以此为依据建立包括若干参数的光纤环振动性能全面评价体系,定量评价光纤环的振动性能。搭建光纤环振动性能测试系统,并对大量光纤环进行振动性能全面测试,振动灵敏度为1°/(h.Hz),非线性度为10%,重复性误差约为2%,振动致零偏漂移量级约为1°/h,证明了该评价系统对不同固胶光纤环有很好的区分度,能全面有效地反映光纤环的振动性能。     

线双折射对光纤光栅磁场传感器性能影响的理论分析

本文介绍了基于偏振效应的光纤光栅磁场传感器的工作机理。利用光纤光栅的偏振效应测量磁场可以克服以前传统测量磁场使用磁致伸缩材料不适合测量瞬态磁场的缺点,而且在传感头的设计上能够更加灵活。在传感头设计中,由于光纤本身存在的线双折射会对测量结果带来影响,为了明确双折射对光纤光栅磁场性能的影响,提高测量系统的准确爱,文中利用琼斯矩阵对光纤固有线双折射对传感器的测量特性的影响进行了理论推导和仿真分析,分别对稳态磁场和瞬态磁场受双折射的影响进行了仿真分析,为基于偏振效应的光纤光栅磁场传感器下一步实验研究提供了理论参考。     

光纤环的热致非互易性噪声理论与实验研究

研究了光纤环非稳态传热过程中的非互易相位噪声特性.根据光纤陀螺在实际应用中环境温度的干扰,通过有限差分法,建立了光纤环时变温度场分布模型,对光纤环在非稳态传热过程中的温度场进行了模拟分析.在此基础上,针对不同绕制结构的光纤环,对其温度漂移进行了数值模拟和比较.实验表明,交叉子绕线方案能更好地抑制光纤环热致非互易噪声的影响,从而能提高干涉型光纤陀螺的长期漂移精度.     

光纤光栅传感器中磁场测量稳定性研究

为了减小光纤光栅磁场传感器中线性双折射和入射起偏角对系统稳定性的影响,提高测量系统的准确性,提出一种减小线性双折射和起偏角大小对系统输出影响的设计方案。研究了基于法拉第效应的光纤光栅磁场传感器系统,得出系统输出电压与磁场的关系式,并通过降低线性双折射和确定入射起偏角改善了系统的输出特性。仿真表明:该方法可以有效抑制测量过程中线性双折射造成的非线性关系,从而提高磁场测量的稳定性。     

基于光纤环衰荡技术的锥形光纤磁场测量方法

针对目前光纤磁场传感器解调方法中存在的实用性差且造价昂贵的问题,提出了一种基于光纤环衰荡技术的锥形光纤磁场测量方法,实现了磁场的时间域解调。施加不同强度的磁场时,光在锥形光纤处引起的损耗不同,导致系统衰减时间不同。将系统衰减时间和磁场强度建立联系,实现了磁场测量。为降低传感单元温度和磁场之间的交叉敏感,设计了温度控制电路,将传感单元的温度设定在25.0℃。实验结果表明,该传感器在磁场强度2mT-9mT范围内时,磁场强度H和衰减时间τ具有R2=0.98273的线性拟合度,并计算得到该传感器的磁场灵敏度为-11.65us/mT。与光纤磁场传感器的其他解调方式相比,采用光纤环衰荡技术的磁场测量方法,具有响应速度快、成本低、稳定性好的优点。     

导弹舵机平台磁电编码器的磁场设计与装配误差仿真分析

针对空空导弹舵机对位置反馈元件的高精度、高可靠性、小体积等要求,通过磁场设计和仿真分析,设计了一款基于导弹舵机平台的小型单磁极高精度磁电编码器;并通过仿真分析,研究了存在同心偏移、对角偏转、对称偏转等形式装配误差情况下,磁电编码器的输出特性,为后续的精度补偿打下基础。     

中国微米纳米学会----力矩器磁场对微小加速度计非线性误差的影响

挠性摆式微小加速度计在导航系统中有广阔的应用前景,其非线性误差主要由力矩器标度因数的非线性所造成,其中力矩器磁场对其有重要影响.利用ANSYS Maxwell对力矩器磁场分布的均匀性进行了仿真,分析了力矩器加工和装配产生的偏差对于磁场均匀性的影响规律.结果表明,力矩器组件磁钢和上导磁帽对磁场影响较大.保证磁钢厚度加工偏差在±10μm以内,相对标准偏差CV值的相对误差小于5.4％.控制上导磁帽高度的加工偏差在±6μm以内,CV值的相对误差可小于4.4％.力矩器装配的同轴度偏差对于磁场均匀性及线圈受力影响较小,控制在±8μm以内即可.上述研究结果为指导加速度生产和装配工艺,提高其稳定性提供依据.     

并列双导体在交变磁场中的电磁效应探讨

该文针对并列双导体在交变磁场交变作用下的电磁效应进行了探讨。在建立并列双导体交变 磁场中的基本电磁模型和等效分布参数网络模型的基础上,深入分析了并列双导体在交变磁场激励下的电磁效应和电流行为机理。实验结果显示,所提出的电流行为模型很好地解释了并列双导体在发电运行时出现的电流高频振荡现象。     

磁场对棕壤微生物量碳的影响

通过室内恒温培养试验，研究了磁场对棕壤微生物量碳的影响。结果表明：磁场对微生物量碳有显著影响，土壤含水量对土壤微生物量碳的磁致效应亦有一定的影响。棕壤湿土经300mT和100mT场强处理后的1，3，7d，其微生物量碳均高于对照值，且经方差分析差异达到显著水平；其中300mT场强处理的磁致效应最大，其土壤微生物量碳较对照增加最高值达69．72％。棕壤风干土经500mT场强处理后的7d和14d，土壤微生物量碳比对照分别提高了56．89％和33．79％，差异达到极显著水平；经300mT和100mT场强处理的风干土微生物量碳亦高于对照值，且于磁处理后的第7天差异达显著水平。在整个培养过程中，磁场对棕壤湿土和风干土微生物量碳产生最大正效应的时间是磁处理后的3d和7d，在磁处理后的第21天已无显著影响。     

单轴音圈电机在磁悬浮系统中的应用研究

提出了一种针对单自由度音圈电机的控制方法,以实现音圈电机在竖直方向上的快速响应以及精确控制.通过实验测量的方式,获得音圈电机在竖直方向上的受力-位置的关系,并将其应用于该控制系统中.基于该受力-位置关系,在控制系统中设计了反馈线性化单元和PID控制单元.最后通过一套自行设计的实验装置验证了所提出的控制方案的可行性,实验结果表明,该系统的静态误差小于1μm,阶跃响应速度小于50 ms,轨迹跟踪的最大误差小于20 μm且最大延迟时间小于5 ms.