[發明專利]光纖陀螺振動-溫度交聯耦合度的測試方法

有效

• 申請號: 201410011135.8
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103791917B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 張登偉;董丹丹;車雙良;舒曉武;劉承
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及光纖陀螺振動-溫度交聯耦合度的測試領域，尤其涉及一種光纖陀螺振動-溫度交聯耦合度的測試裝置及方法。

背景技術

光纖陀螺是一種完全自主的角速度傳感器，具有全固態、長壽命等獨特優點，在多個領域內被大量使用。光纖陀螺實際應用中，存在包括溫度、振動、磁場、輻射等惡劣環境，嚴重影響了陀螺的性能。其中，振動特性和溫度特性是光纖陀螺工程化和實用化的重要指標。振動會給光纖陀螺的敏感元件—光纖環帶來附加調制效應，當受到來自外界的振動影響時，因受其自身結構、繞環工藝以及封裝工藝的限制，光纖環的幾何尺寸可能會發生形變并引起光纖應力分布的變化，進而導致光纖陀螺中產生一個非互易相移，造成光纖陀螺的相位誤差，直接影響了陀螺的輸出精度。溫度引起的非互易shupe誤差，它與旋轉引起的薩格奈克相移無法區分，使光纖陀螺的輸出產生大的偏置誤差并限制其應用。因此很有必要對光纖陀螺的振動及溫度特性進行分析和測試。

目前國內在研究光纖陀螺振動-溫度交聯耦合度測評方面，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。本發明提出了一種光纖陀螺振動-溫度交聯耦合度的測試方法，它不僅能方便地測試振動，溫度單獨作用時光纖陀螺的輸出變化，而且能測試振動-溫度共同作用時光纖陀螺的輸出變化，為光纖陀螺振動-溫度交聯耦合度的研究及評測打下了基礎。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種一種光纖陀螺振動-溫度交聯耦合度的測試裝置及方法。

本發明的技術方案如下：

光纖陀螺振動-溫度交聯耦合度的測試裝置包括振動臺、工裝、溫度控制系統、光纖陀螺、蓋子，振動臺包括振動臺基座、振動臺臺面，溫度控制系統包括加熱模塊、溫度傳感器、溫度采集模塊、溫度控制模塊、溫度設定模塊，振動臺基座上設置有振動臺臺面，振動臺臺面上設置有工裝，工裝內部設有凹槽，加熱模塊設置在工裝的凹槽內，加熱模塊上設有溫度傳感器、光纖陀螺，蓋子蓋在工裝上，溫度傳感器與溫度采集模塊連接，加熱模塊與溫度控制模塊連接，溫度設定模塊與溫度控制模塊相連。

光纖陀螺振動-溫度交聯耦合度的測試方法的步驟如下：

1)將溫度控制系統中的加熱模塊通過工裝固定于振動臺臺面上，將光纖陀螺、溫度傳感器分別固定于加熱模塊上，溫度傳感器與溫度采集模塊連接，加熱模塊與溫度控制模塊連接，光纖陀螺和數據采集處理系統連接；

2)振動臺靜止，開啟光纖陀螺，打開溫度控制系統，在溫度設定模塊設置溫度控制系統的溫度為20℃，通過溫度控制模塊、加熱模塊、溫度傳感器及溫度采集模塊構成的閉環控制系統來確保光纖陀螺的環境溫度為恒溫20℃；

3)開啟數據采集處理系統采集光纖陀螺的輸出數據T分鐘，得到溫度為20℃時光纖陀螺的零偏；

4)開啟振動臺，控制振動臺產生頻率為10Hz-2kHz、加速度為5g的振動，通過數據采集處理系統采集光纖陀螺的輸出數據T分鐘，關閉振動臺，得到溫度為20℃、振動條件下的光纖陀螺的零偏；

5)計算溫度為20℃、頻率為10Hz-2KHz、加速度為5g的振動條件下的光纖陀螺振動-溫度交聯耦合度，；

6)振動臺靜止，開啟光纖陀螺，打開溫度控制系統，在溫度設定模塊設置溫度控制系統的溫度分別為恒溫30℃、40℃、50℃、60℃，重復步驟3）～步驟5），得到振動頻率為10Hz-2kHz，加速度為5g的條件下，溫度為30℃時的光纖陀螺振動-溫度交聯耦合度、溫度為40℃時的光纖陀螺振動-溫度交聯耦合度、溫度為50℃時的光纖陀螺振動-溫度交聯耦合度、溫度為60℃時的光纖陀螺振動-溫度交聯耦合度；

7)取測得的不同溫度條件下的光纖陀螺振動-溫度交聯耦合度、、、、中的最大值作為光纖陀螺振動-溫度交聯耦合度。

所述的溫度傳感器采用熱敏電阻，測溫范圍為-40℃～125℃。所述的測量時間T分鐘，在測量過程中要求T大于1。所述的步驟3）中的光纖陀螺的零偏和所述的步驟4）中的光纖陀螺的零偏是光纖陀螺的輸出數據在測量時間T內的平均值。

本發明與現有技術相比的優勢在于：（1）本發明的測試方法能應用于測試在光纖陀螺的輸出中振動影響與溫度影響是否存在耦合；（2）本發明的測試方法能夠評價光纖陀螺振動-溫度交聯耦合度。

附圖說明

圖1為光纖陀螺振動-溫度交聯耦合度的測試裝置結構示意圖；

圖2為光纖陀螺振動-溫度交聯耦合度的測試裝置溫度控制系統框圖；

圖中：1、振動臺基座；2、振動臺臺面；3、工裝；4、加熱模塊；5、溫度傳感器；6、光纖陀螺；7、蓋子。