[發明專利]光纖陀螺磁場－溫度靈敏度測試方法

無效

• 申請號: 200810061656.9
• 申請日: 2008-05-26
• 公開（公告）號: CN101285690A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 程來富;張登偉;舒曉武
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C19/64
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及一種光纖陀螺磁場-溫度靈敏度測試方法。

背景技術

光纖陀螺是一種基于Sagnac效應的光纖角速度傳感器。光纖陀螺的磁場和溫度是影響光纖陀螺輸出精度的兩個重要因素。由于磁光效應，光纖陀螺產生與磁場有關的附加非互易相位差，此相位差隨著外界磁場大小及方向的變化而變化，降低了光纖陀螺的零偏穩定性，直接影響了陀螺的精度。由于溫度的Shupe效應，沿光纖線圈存在時變得溫度梯度，光纖線圈每一點的折射率隨時間變化，因此兩束光波經過光纖線圈后由于溫度引起的相位變化不同，因此有零位漂移的情況出現。

目前國內雖有研究和評價溫度效應的相關設備，但在研究光纖陀螺磁場和磁場-溫度綜合評價系統方面，沒有專用的測試方法和設備，給實驗和研究帶來了極大的不便。本專利提供了一種光纖陀螺磁場-溫度靈敏度測試方法，能非常方便地測試磁場，溫度和磁場-溫度的變化對光纖陀螺輸出的影響，從而加速了光纖陀螺磁場、溫度和磁場-溫度性能的研究及評測，為以后確定磁場-溫度對陀螺的影響關系，建立數學模型，并對光纖陀螺的磁場-溫度補償打下了良好堅實的基礎。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種光纖陀螺磁場-溫度性能測試方法。

光纖陀螺磁場-溫度性能的測試方法包括以下步驟：

1)將光纖陀螺水平放置于測試平臺，計算機采集光纖陀螺靜態時輸出；

2)加磁場，使光纖陀螺處于徑向磁場作用下；

3)控制光纖陀螺在磁場中勻速轉動；

4)通過霍爾傳感器測量磁場強度，計算機采集光纖陀螺各個方向的徑向磁場作用下的輸出；

5)測試一段時間后，光纖陀螺停止轉動，光纖陀螺由垂直水平面方向轉過90度，此時，光纖陀螺處于軸向磁場作用下；

6)按照步驟3)、步驟4)，計算機采集光纖陀螺各個方向的軸向磁場作用下的輸出，關磁場；

7)通過半導體制冷器控制光纖陀螺工作溫度為0℃～60℃；

8)通過溫度傳感器實時測試溫度值，計算機采集光纖陀螺在不同溫度環境下的輸出；

9)按照步驟2)、步驟3)、步驟7)、步驟8)，測試徑向磁場和溫度共同作用下，光纖陀螺的輸出。

10)按照步驟5)、步驟7)、步驟8)，測試軸向磁場和溫度共同作用下，光纖陀螺的輸出。

所述的加磁場是將光纖陀螺置于Helmholtz線圈中，由Helmholtz線圈提供位于線圈中心處的勻強磁場，通過改變直流穩恒電源的電流來控制勻強磁場的大小，通過改變電源的極性來改變磁場的方向。

所述控制光纖陀螺在磁場中勻速轉動是通過步進電機實現，步進電機轉過θ角度，陀螺也轉過相應的角度θ，以此控制陀螺的角度位置。

所述通過霍爾傳感器測量磁場強度是使用一個電機帶動霍爾傳感器轉動，測得的磁場最大值即為磁場強度。

本發明與現有技術相比具有的有益效果：(1)此測試方法能夠測試光纖陀螺徑向磁場靈敏度，評價徑向磁場作用下的光纖陀螺零偏穩定性，填補了國內此項研究的空白；(2)此測試方法能應用于測試光纖陀螺軸向磁場敏感特性和溫度特性。

附圖說明

附圖為光纖陀螺磁場-溫度性能測試方法的原理示意圖，圖中：1.光纖陀螺2.半導體傳感器??3.轉動平臺??4.Helmholtz線圈

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明作進一步的說明。

如附圖所示，首先轉臺水平放置，光纖陀螺置于其上，轉臺和光纖陀螺相對固定，使保證光纖陀螺完全水平。此時整個測試系統處于勻強磁場當中，光纖陀螺處于徑向磁場作用下。半導體制冷器放置在轉臺上，可以控制溫度變化。因此此測試方法可以測試光纖陀螺隨溫度，磁場和磁場-溫度的變化的輸出，數據輸出到上位機。通過對上位機的數據進行處理，分析磁場溫度對光纖陀螺的性能影響。

光纖陀螺磁場-溫度性能的測試方法包括以下步驟：

1)將光纖陀螺水平放置于測試平臺，計算機采集光纖陀螺靜態時輸出；

2)加磁場，使光纖陀螺處于徑向磁場作用下；

3)控制光纖陀螺在磁場中勻速轉動；

4)通過霍爾傳感器測量磁場強度，計算機采集光纖陀螺各個方向的徑向磁場作用下的輸出；

5)測試一段時間后，光纖陀螺停止轉動，光纖陀螺由垂直水平面方向轉過90度，此時，光纖陀螺處于軸向磁場作用下；

6)按照步驟3)、步驟4)，計算機采集光纖陀螺各個方向的軸向磁場作用下的輸出，關磁場；

7)通過半導體制冷器控制光纖陀螺工作溫度為0℃～60℃；