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基于等效不对称长度的光纤环温度性能评价方法.docx
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基于等效不对称长度的光纤环温度性能评价方法.docx
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摘要
将光纤环接入光纤陀螺系统,用全温零偏极差评价其温度性能是光纤环常用的评价方法。针
对全温零偏极差因仅能判断光纤环温度性能而对后期应用指导作用不明显的问题,提出光纤
环等效不对称长度的概念和基于此判据的光纤环温度性能评价方法。通过量化分析,明确了
等效不对称长度的测试方法,验证了等效不对称长度用于评价光纤环温度性能的可行性以及
该参数对应用的指导效果。实验结果显示,光纤环等效不对称长度与全温零偏极差近似线性
相关,根据该参数对称性调整 3 只光纤陀螺,在温度变化率为 1 ℃/min 和 2 ℃/min 下测试
时,其温度性能均得到明显改善。由此表明等效不对称长度不仅能准确评估光纤环温度性
能,同时对光纤环应用具有较强的指导意义。
Abstract
Fiber coils are generally evaluated from the aspect of their temperature performance with
the full-temperature zero bias range after being connected to a fiber optic gyroscope
system. However, the full-temperature zero bias range can only judge the temperature
performance of fiber coils but is less effective to guide their applications. To address this
problem, this paper proposes the concept of equivalent asymmetric length (EAL) of fiber
coils and the way to evaluate their temperature performance based on it. With
quantitative analysis, the paper determines the EAL test method and verifies the
feasibility of evaluating fiber coils with EAL and the guiding effect of EAL on fiber coil
applications. The results show that EAL is approximately linearly correlated with the full-
temperature zero bias range, and the temperature performance of three fiber optic
gyroscopes whose symmetry is tuned depending on EAL is improved significantly at a
temperature change rate of 1 ℃/min or 2 ℃/min. This indicates that EAL is capable of
both accurately estimating the temperature performance of fiber coils and guiding their
applications.
1 引言
光纤陀螺具有抗冲击、灵敏度高、寿命长、动态范围大、启动时间短等优点,广泛应用于航
空、航天、航海等领域的惯性导航系统中
[1]
。作为光纤陀螺的敏感核心,光纤环的性能直接
影响光纤陀螺的工程应用精度,其中温度性能对光纤陀螺零偏误差的影响最为显著,因此光
纤陀螺装配前需要对光纤环进行温度筛选。最常用的方法是以接入陀螺系统的光纤环全温
零偏极差作为评价筛选指标
[2]
;此外,以应力分布作为筛选依据,筛选后的光纤环能满足全温零
偏稳定性 0.08 (°)/h 的陀螺需求
[3]
;根据光纤环常温偏振串扰测试曲线的周期性信息,能准确
判断光纤环中的应力集中点
[4]
,通过变温环境下光纤环偏振串扰的曲线变化,也能大致反映光
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