[發明專利]一種提高光纖陀螺標度因數穩定性的方法

有效

• 申請號: 201710557506.6
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107543537B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 郅銀周;李勇;楊博
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G01C19/66
• 分類號: G01C19/66
• 代理公司: 11009 中國航天科技專利中心
• 代理人: 陳鵬

本發明提供一種提高光纖陀螺標度因數穩定性的方法，涉及光纖陀螺技術領域，步驟為：(1)采集光纖陀螺對應的光源當前的實際工作溫度；(2)根據所述光源當前的實際工作溫度和所述光源的初始工作溫度，分別獲取光源實際工作溫度對應的光波長以及光源初始工作溫度對應的光波長；(3)根據所述光源實際工作溫度對應的光波長以及光源初始工作溫度對應的光波長，獲取所述光源的驅動電流變化量；(4)根據所述光源的驅動電流變化量對光源當前的光波長進行調整，將所述光源當前的光波長調整為與光源的初始工作溫度值對應的光波長。本發明利用光源的驅動電流實時補償光源的光波長變化，從而保證光源的光波長的穩定性。

技術領域

本發明屬于光纖陀螺技術領域，涉及一種提高光纖陀螺標度因數穩定性的方法。

背景技術

光纖陀螺是一種新型角速度傳感器，其具有全固態結構、可靠性高、壽命長、抗振動能力強等優點，已經廣泛應用于各種慣性儀表領域。其中，標度因數是評價光纖陀螺的一項重要指標，光纖陀螺的標度因數K可以表示為：其中，R為光纖環的半徑，L為光纖環的長度，λ為真空中的光波長，c為真空中的光速，K_D為信號檢測電路的解調增益。由上式可知，光纖陀螺的標度因數不僅與光纖環的半徑R和長度L相關，還受光源的光波長λ的影響。

由于光源的光波長取決于光源的溫度和光源的驅動電流，目前為了減小光波長對光纖陀螺標度因數的影響，主要采取以下兩種方案：一是通過控制電路對光源采取恒溫、恒流控制方案；二是通過軟件方法對陀螺輸出數據補償。

然而由于光源的實際工作溫度受控制電路參數的影響，存在溫控誤差，影響光源的光波長穩定性，最終影響光纖陀螺的標度因數穩定性；同時受光纖陀螺環境、溫度、功耗等因素的影響，尤其在高低溫環境下，光源的控制電路性能會惡化，無法保證光源的溫度不產生變化，進而導致光源光波長發生漂移，嚴重影響光纖陀螺全溫范圍內的標度因數穩定性；并且對陀螺輸出數據補償屬于事后補償，不僅增加了軟件的復雜度，還對模型的精度和軟件的實時性提出了很高的要求，間接增加了系統的設計成本。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種提高光纖陀螺標度因數穩定性的方法。該方法利用光源的驅動電流實時補償光源的光波長變化，可以解決光纖陀螺全溫范圍內的標度因數穩定性較低的問題，同時可以解決軟件的復雜度和系統的設計成本較高的問題。

本發明的技術解決方案是：一種提高光纖陀螺標度因數穩定性的方法，包括如下步驟：

(1)采集光纖陀螺對應的光源當前的實際工作溫度；

(2)根據所述光源當前的實際工作溫度和所述光源的初始工作溫度，分別獲取光源實際工作溫度對應的光波長以及光源初始工作溫度對應的光波長；

(3)根據所述光源實際工作溫度對應的光波長以及光源初始工作溫度對應的光波長，獲取所述光源的驅動電流變化量；

(4)根據所述光源的驅動電流變化量對光源當前的光波長進行調整，將所述光源當前的光波長調整為與光源的初始工作溫度值對應的光波長。

進一步地，根據所述光源當前的實際工作溫度和所述光源的初始工作溫度，分別獲取光源實際工作溫度對應的光波長以及光源初始工作溫度對應的光波長的方法為：

根據公式和進行計算，其中，T_S0為光源的初始工作溫度，T_M為光源當前的實際工作溫度，λ_T0為光源初始工作溫度對應的光波長，λ_M為光源實際工作溫度對應的光波長，X為正整數，K_Ti為光源光波長與光源溫度之間關系的擬合系數。

進一步地，根據所述光源實際工作溫度對應的光波長以及光源初始工作溫度對應的光波長的方法為：