[發明專利]一種自適應小型化光纖環圈測試系統及測試方法

有效

• 申請號: 202010004528.1
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111044081B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 張書穎;左文龍;李凡
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0七研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 劉玲

本發明涉及一種自適應小型化光纖環圈測試系統，其包括光源、保偏分束器、Y波導調制器、光探測器、調制解調板及控制面板，光源發出的光傳輸進保偏分束器，再由保偏分束器輸出給Y波導調制器，Y波導調制器將一束光分成兩束強度相等，傳播方向相反的光輸入到光纖環圈的兩端，兩束光分別沿光纖環圈傳播輸出后再次在Y波導調制器處匯合發生干涉，干涉后的光經由保偏分束器輸出給光電探測器；光電探測器將光信號轉變成電信號，轉換后的電信號由調制解調板進行處理和提取，提取出代表轉速信號的兩束光之間的sagnac相位誤差，調制解調板與控制面板通訊連接。本發明可以實現系統測試小型化、便攜化；組件測試精度、一致性和重復性明顯提升，測試結果更準確。

技術領域

本發明涉及光纖環圈調試及測試技術領域，具體涉及一種自適應小型化光纖環圈測試系統及測試方法。

背景技術

光纖陀螺具有體積小、重量輕、壽命長、全固態、測量范圍大、精度高等特點，廣泛地應用在陸海空天潛諸多領域。其中光纖組件對于光纖陀螺性能影響是多方面的，如隨機游走系數、零偏不穩定性、零偏的磁場靈敏度、標度因數穩定性、標度因數的溫度靈敏度以及輸入軸的穩定性。但在組件測試過程中光路的設計、環圈尾纖的盤繞以及組件測試系統不合理的結構都會影響組件的測試結果，引入環境誤差，從而掩蓋光纖組件的真實性能，導致無法準確評價組件。因此采用合理的測試方法測試光纖陀螺的敏感環圈的溫度性能，準確評價其shupe特性對于光纖陀螺的溫度性能的評價以及指導陀螺的研發起著至關重要的作用。

因此急需設計實現光纖環圈小型化自適應算法測試技術，以實現環圈評價準確，測試重復性高，調試時間短最大限度的提高光纖環圈調試及測試效率和精度。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種自適應小型化光纖環圈測試系統，實現組件測試系統自動化和自適應化的優化，提高測試效率，縮短測試時間，降低光纖陀螺生產和研發成本。

本發明還提供一種自適應小型化光纖環圈測試方法。

本發明解決其技術問題是通過以下技術方案實現的：

一種自適應小型化光纖環圈測試系統，其特征在于：包括光源、保偏分束器、Y波導調制器、光電探測器、調制解調板及控制面板，光源發出的光傳輸進保偏分束器，再由保偏分束器輸出給Y波導調制器，Y波導調制器將一束光分成兩束強度相等，傳播方向相反的光輸入到光纖環圈的兩端，兩束光分別沿光纖環圈傳播輸出后再次在Y波導調制器處匯合發生干涉，干涉后的光經由保偏分束器輸出給光電探測器；光電探測器將光信號轉變成電信號，轉換后的電信號由調制解調板進行處理和提取，提取出代表轉速信號的兩束光之間的sagnac相位誤差，調制解調板與控制面板通訊連接。

而且，所述光源為一分N光源，所述保偏分束器和Y波導也為對應的N個，光源輸出光可同時分成光功率相等的N路光分別輸出給N只保偏分束器，經由N只保偏分束器、N只Y波導調制器后到達三個被測光纖環圈，同時測試N只光纖環圈，2≤N≤4。

而且，調制解調板通過控制面板與液晶顯示屏實現通訊；控制面板根據輸入的環圈長度自行計算得組件本征頻率及相關分頻參數，采用SPI技術協議實現與調制解調板上的FPGA芯片的通訊，完成不同長度的組件程序自動更新和加載功能。

一種自適應小型化光纖環圈測試方法，其包括如下步驟：

1)光纖長度測量：采用OTDR光時域反射儀測量得光纖環圈長度準確值，測量誤差±0.5m；

2)啟動環圈測試系統：進入液晶顯示屏的人機交互界面；

3)計算光纖環圈本征頻率：根據光纖環圈長度與本征頻率的關系，將第一步測得的光纖環圈長度即L帶入公式得到該環圈的本征頻率；這一過程通過人際交互界面啟動控制面板計算得到；

4)進行自適應分頻算法，自適應分頻算法算法包括如下過程：