[實(shí)用新型]一種小型化閉環(huán)光纖陀螺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320865039.0
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN203719665U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬建江;李陽;戚帥;楊濤
• 申請（專利權(quán)）人: 上海亨通光電科技有限公司
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 王小榮

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種光纖陀螺，尤其是涉及一種小型化閉環(huán)光纖陀螺。

背景技術(shù)

陀螺儀是一種角速率傳感器，是敏感相對慣性空間角運(yùn)動的裝置，是目前用于確定運(yùn)動體空間運(yùn)動姿態(tài)的主要傳感器，被廣泛用于航空、航天和航海等領(lǐng)域。隨著武裝裝備要求精度的不斷提高，傳統(tǒng)的機(jī)械陀螺因制造復(fù)雜、價格昂貴且性能較差逐漸被淘汰，而開環(huán)光纖陀螺和MEMS陀螺精度較差，無法滿足其性能指標(biāo)。閉環(huán)光纖陀螺因精度高、可靠性高且工藝簡單，被用來替代傳統(tǒng)的機(jī)械陀螺以及開環(huán)光纖陀螺。但是，由于體積、重量、安裝方式等方面的高要求，現(xiàn)有的閉環(huán)光纖陀螺無法滿足，另外，現(xiàn)今光纖陀螺的一個重要發(fā)展方向是向低成本小型化。因此十分有必要設(shè)計開發(fā)一種滿足以上要求的小型閉環(huán)光纖陀螺。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種小型化閉環(huán)光纖陀螺。

本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種小型化閉環(huán)光纖陀螺，其特征在于，包括殼體及設(shè)在殼體內(nèi)的光源板和探測板，所述的光源板上設(shè)有SLD、耦合器、Y波導(dǎo)、光纖環(huán)及探測器，所述的探測板上設(shè)有前置放大電路、A/D轉(zhuǎn)換器、FPGA、D/A轉(zhuǎn)換器、后置放大電路及接口電路，所述的SLD、耦合器、Y波導(dǎo)及光纖環(huán)依次連接，所述的探測器分別與耦合器和前置放大電路連接，所述的前置放大電路、A/D轉(zhuǎn)換器、FPGA、D/A轉(zhuǎn)換器及后置放大電路依次連接，所述的FPGA與接口電路連接，所述的后置放大電路與Y波導(dǎo)連接。

所述的殼體為長方體結(jié)構(gòu)，該長方體結(jié)構(gòu)的四條棱邊均為倒角結(jié)構(gòu)。

所述的殼體尺寸為60mm×35mm×30mm，誤差為±0.1mm。

所述的殼體側(cè)壁上開設(shè)有用于連接插件的開孔。

所述的殼體底部設(shè)有安裝螺孔。

所述的耦合器為2*2光學(xué)耦合器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有高度通用性和可替換性，能夠替代傳統(tǒng)的機(jī)械陀螺和開環(huán)光纖陀螺，具有體積小、精度高且安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的原理框圖；

圖2為本實(shí)用新型殼體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型殼體底部的結(jié)構(gòu)示意圖：

圖4為本實(shí)用新型工作原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1-3所示，一種小型化閉環(huán)光纖陀螺，其特征在于，包括殼體及設(shè)在殼體內(nèi)的光源板A和探測板B，所述的殼體為長方體結(jié)構(gòu)，殼體尺寸為60mm×35mm×30mm，誤差為±0.1mm，長方體結(jié)構(gòu)的四條棱邊均為倒角結(jié)構(gòu)，以避免操作人員碰傷，殼體底部設(shè)有用于安裝的安裝孔；所述的光源板A上設(shè)有SLD1、耦合器2、Y波導(dǎo)3、光纖環(huán)4及探測器5，所述的探測板B上設(shè)有前置放大電路6、A/D轉(zhuǎn)換器7、FPGA8、D/A轉(zhuǎn)換器9、后置放大電路10及接口電路11，所述的SLD1、耦合器2、Y波導(dǎo)3及光纖環(huán)4依次連接，所述的探測器5分別與耦合器2和前置放大電路6連接，所述的前置放大電路6、A/D轉(zhuǎn)換器7、FPGA8、D/A轉(zhuǎn)換器9及后置放大電路10依次連接，所述的FPGA8與接口電路11連接，所述的后置放大電路10與Y波導(dǎo)3連接。

所述的SLD1發(fā)出的光依次經(jīng)過耦合器2、Y波導(dǎo)3后到達(dá)光纖環(huán)4，之后反向到達(dá)Y波導(dǎo)3后發(fā)生干涉，最后經(jīng)過耦合器2到達(dá)探測器5，所述的探測器5將光信號轉(zhuǎn)換為電信號后傳送至前置放大電路6，所述的前置放大電路6對接收到的電信號進(jìn)行濾波后發(fā)送到A/D轉(zhuǎn)換器7，所述的A/D轉(zhuǎn)換器7將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后發(fā)送給FPGA8，所述的FPGA8對接收到的數(shù)字信號進(jìn)行解調(diào)和積分處理，而后依次通過D/A轉(zhuǎn)換器9和后置放大電路10驅(qū)動Y波導(dǎo)3進(jìn)行光電控制，完成整個工作循環(huán)，同時FPGA8把處理得到的速率信號送到接口電路11輸出。

光纖陀螺是基于薩格奈克效應(yīng)，干涉光光強(qiáng)與薩格奈克相移的關(guān)系為余弦函數(shù)。檢測薩格奈克相位差的方法是引入一個±π/2調(diào)制。當(dāng)陀螺靜止時，π/2相位處光強(qiáng)與-π/2光強(qiáng)相等；當(dāng)陀螺旋轉(zhuǎn)時，π/2相位處光強(qiáng)與-π/2光強(qiáng)就不相等，此時引入反饋相位差，直到π/2相位處光強(qiáng)與-π/2光強(qiáng)就相等，就得到了與角速率成正比的薩格奈克相位差，從而計算出角速率，通過串口輸出，如圖4所示。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有高度通用性和可替換性，能夠替代傳統(tǒng)的機(jī)械陀螺和開環(huán)光纖陀螺，具有體積小、精度高且安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。