[發(fā)明專利]一種高效抑制光纖陀螺環(huán)圈溫度誤差的繞制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610959050.1
• 申請日: 2016-10-28
• 公開（公告）號: CN106525077B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發(fā)明（設計）人: 李茂春;于浩;馬林;惠菲;王夙歆;趙晶睛;王玥澤;張曉明;鄧東黎;張宇;李凡
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團公司第七〇七研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C19/72
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王倩

本發(fā)明涉及一種高效抑制光纖陀螺環(huán)圈溫度誤差的繞制方法，將一根光纖從中點處分成相等的A、B兩段，預先分別繞在兩個供纖輪上，將光纖中點固定在繞制骨架的輪軸與輪緣相交處，光纖A沿輪軸縱向繞制光纖環(huán)的第1層，光纖B沿輪軸縱向繞制光纖環(huán)的第2層，然后光纖B回繞完成第3層，接著光纖A回繞完成第4層，按照自外向內(nèi)的方式以4層為周期交替繞完所有光纖，完成四極對稱繞制結(jié)構(gòu)。本智力成果在對稱繞制的基礎(chǔ)上，首次引入自外向內(nèi)對稱繞制的概念，將其與傳統(tǒng)對稱繞法相結(jié)合，形成自外向內(nèi)對稱繞制方法，該方法可應用于任何傳統(tǒng)對稱繞法，并大幅提高光纖環(huán)圈溫度特性，例如自外向內(nèi)四極繞法、自外向內(nèi)八極繞法和自外向內(nèi)十六極繞法等。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖陀螺技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種可以大幅提高光纖陀螺溫度特性，包括抗溫度沖擊性能的高效抑制光纖陀螺環(huán)圈溫度誤差的繞制方法。

背景技術(shù)

光纖陀螺作為新型的光學陀螺儀表，具有全固態(tài)結(jié)構(gòu)、可靠性高、壽命長、精度覆蓋廣、啟動速度快、響應時間短、測量范圍大、動態(tài)范圍寬、抗沖擊和振動、體積小、重量輕、成本低、全光電子器件、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，已被廣泛的應用于軍、民用領(lǐng)域中。光纖環(huán)圈是光纖陀螺的傳感核心，其繞制質(zhì)量直接決定光纖陀螺的溫度特性。當沿著光纖存在著一個隨時間變化的溫度分布梯度時，光纖陀螺就會產(chǎn)生熱導致的非互易性相位誤差，稱之為Shupe效應。當距離光纖環(huán)中點相同的兩段光纖經(jīng)歷同樣的溫度變化，Shupe效應將被抵消，因此光纖環(huán)纏繞方式廣泛采用對稱繞法，例如四極繞法(United States Patent,US5841932)、八級繞法和十六極繞法(United States Patent,US005475774)。Shupe誤差與光纖陀螺感知地球轉(zhuǎn)速的Sagnac效應無法區(qū)分，將嚴重降低光纖陀螺的實際探測精度。特別當應用環(huán)境存在溫度大沖擊時，即便采用現(xiàn)有最為優(yōu)化的十六極對稱繞制方案，光纖環(huán)圈中殘余的溫度誤差仍然很大，嚴重劣化高精度光纖陀螺的溫度性能。因此需要進一步優(yōu)化設計提高光纖環(huán)圈溫度特性，特別是抗溫度沖擊特性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，采用三維光纖環(huán)圈溫度模型，提供一種高效抑制光纖陀螺環(huán)圈溫度誤差的繞制方法，大幅降低溫度沖擊對光纖陀螺的影響。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)手段實現(xiàn)的：

一種高效抑制光纖陀螺環(huán)圈溫度誤差的繞制方法，其特征在于：將一根光纖從中點處分成相等的A、B兩段，預先分別繞在兩個供纖輪上，將光纖中點固定在繞制骨架的輪軸與輪緣相交處，光纖A沿輪軸縱向繞制光纖環(huán)的第1層，光纖B沿輪軸縱向繞制光纖環(huán)的第2層，然后光纖B回繞完成第3層，接著光纖A回繞完成第4層，按照自外向內(nèi)的方式以4層為周期交替繞完所有光纖，完成四極對稱繞制結(jié)構(gòu)。

而且，所述的自外向內(nèi)對稱繞制的概念是將溫度權(quán)重因子大的光纖部分放置在環(huán)圈最內(nèi)側(cè)，將溫度權(quán)重因子小的光纖部分放置在環(huán)圈最外側(cè)。

而且，利用自外向內(nèi)對稱繞制的方法繞制出由一個正向四極結(jié)構(gòu)和一個反向四極結(jié)構(gòu)繞制成的一個八極對稱繞制結(jié)構(gòu)。

而且，利用自外向內(nèi)對稱繞制的方法繞制出由一個正向八極結(jié)構(gòu)和一個反向八極結(jié)構(gòu)繞制成的一個十六極對稱繞制結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：

本智力成果在對稱繞制的基礎(chǔ)上，首次引入自外向內(nèi)對稱繞制的概念，將其與傳統(tǒng)對稱繞法相結(jié)合，形成自外向內(nèi)對稱繞制方法，該方法可應用于任何傳統(tǒng)對稱繞法，并大幅提高光纖環(huán)圈溫度特性，例如自外向內(nèi)四極繞法、自外向內(nèi)八極繞法和自外向內(nèi)十六極繞法等。

附圖說明

圖1是光纖環(huán)圈由光纖中點開始繞制示意圖；

圖2是傳統(tǒng)四極對稱繞制示意圖；

圖3是自外向內(nèi)四極對稱繞制示意圖；

圖4是傳統(tǒng)與自外向內(nèi)十六極對稱繞法溫度特性對比示意圖。