[發明專利]光纖陀螺儀

在審

• 申請號: 201910897573.1
• 申請日: 2019-09-20
• 公開（公告）號: CN110455271A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 賴志林;王振興
• 申請（專利權）人: 深圳市度彼電子有限公司
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72
• 代理公司: 11463 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 張磊<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本申請提供一種光纖陀螺儀，包括控制器，光發射器件，光纖環、光接收器件及數據輸出接口，控制器用于生成射頻調制信號及本振信號；光發射器件與控制器電性連接，用于根據基于射頻調制信號生成的調制信號發出光信號；光纖環分別與光發射器件及光接收器件光耦合，用于將光信號傳輸至光接收器件；光接收器件與控制器電性連接用于接收本振信號，將從光纖環處接收的光信號轉換為電信號，將電信號與本振信號混頻處理形成混頻信號，并將混頻信號反饋至控制器；控制器還用于基于混頻信號計算光程差并得到旋轉角速度；數據輸出接口用于輸出旋轉角速度。本申請的光纖陀螺儀，無需Y波導集成光學調制器，可降低成本，有利于光纖陀螺儀的推廣。

技術領域

本申請涉及陀螺儀領域，具體而言，涉及一種光纖陀螺儀。

背景技術

光纖陀螺儀是基于Sagnac效應發展出來的一種角速率測量儀表，該光纖陀螺儀具有結構簡單、耐沖擊、動態范圍大的技術優點，同時具有壽命長、可靠性高的使用效果，現已被廣泛的應用在航空航天、機器人控制、石油煤炭開采等多個領域。

目前，市面上的光纖陀螺，其光路部分主要由5個器件組成，即光源、光纖耦合器、Y波導集成光學調制器、光纖環和光電探測器。然而，由于Y波導集成光學調制器相對比較昂貴，導致該光纖陀螺儀比較昂貴，無法進行民用化推廣。

發明內容

本申請實施例的目的在于提供一種光纖陀螺儀，用以通過采用差頻測相原理來實現測量轉動角，代替相對昂貴的Y波導集成光學調制器，從而有利于該光纖陀螺儀的民用化推廣。

一種光纖陀螺儀，包括控制器，光發射器件，第一光纖環，第二光纖環，第一光接收器件及第二光接收器件；所述控制器用于生成射頻調制信號及本振信號；所述光發射器件與所述控制器電性連接，用于根據基于所述射頻調制信號生成的調制信號發出光信號；所述第一光纖環設置在所述光發射器件與所述第一光接收器件之間，用于將所述光發射器件發出的光信號傳輸至所述第一光接收器件；所述第二光纖環設置在所述光發射器件與所述第二光接收器件之間，用于將所述光發射器件發出的光信號傳輸至所述第二光接收器件；所述第一光接收器件與所述控制器電性連接，用于接收所述本振信號，將從所述第一光纖環接收的光信號轉換為第一電信號，將所述第一電信號與所述本振信號混頻處理形成第一混頻信號，并將所述第一混頻信號反饋給所述控制器；所述第二光接收器件與所述控制器電性連接，用于接收所述本振信號，將從所述第二光纖環接收的光信號轉換為第二電信號，將所述第二電信號與所述本振信號混頻處理形成第二混頻信號，并將所述第二混頻信號反饋給所述控制器；所述控制器還用于基于所述第一混頻信號及第二混頻信號計算光程差并得到旋轉角速度。

本申請提供的光纖陀螺儀通過控制器輸出射頻調制信號及本振信號，光發射器件根據基于射頻調制信號生成的調制信號發出光信號，第一光纖環將光發射器件所發出的光信號傳輸至第一光接收器件，第一光接收器件將從第一光纖環接收的光信號轉換為第一電信號，且將第一電信號與本振信號進行混頻處理形成第一混頻信號，并將第一混頻信號反饋給控制器，第二光纖環將光發射器件所發出的光信號傳輸至第二光接收器件，第二光接收器件將從第二光纖環接收的光信號轉換為第二電信號，且將第二電信號與本振信號進行混頻處理形成第二混頻信號，并將第二混頻信號反饋給控制器，控制器通過第一混頻信號及第二混頻信號計算得到光程差，進而得到旋轉角速度，利用本實施例所提供的光纖陀螺儀，無需使用價格昂貴的Y波導集成光學調制器，因此，可降低光纖陀螺儀的成本，有利于該光纖陀螺儀的民用化推廣。

可選地，所述控制器包括控制元件和鎖相環，所述控制元件與所述第一光接收器件及所述第二光接收器件電性連接，用于接收所述第一混頻信號及所述第二混頻信號，所述控制元件分別與所述鎖相環電性連接，用于控制所述鎖相環生成所述射頻調制信號及所述本振信號。

可選地，所述光纖陀螺儀還包括調制控制電路，所述調制控制電路連接在所述控制器與所述光發射器件之間，所述調制控制電路基于所述射頻調節信號生成所述調制信號并通過所述調制信號控制所述光發射器件發光。