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光纖陀螺振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉耦合度的測(cè)量方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種光纖陀螺振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉耦合度的測(cè)量方法。本發(fā)明公開(kāi)的測(cè)量方法的主要測(cè)試步驟是將光纖陀螺放置于振動(dòng)平臺(tái)上，并施加磁場(chǎng)，分別測(cè)量徑向磁場(chǎng)作用下光纖陀螺的輸出，以及振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉作用下光纖陀螺的輸出，得到徑向磁場(chǎng)作用下光纖陀螺的零偏以及振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉作用下光纖陀螺的零偏，從而計(jì)算光纖陀螺磁場(chǎng)靈敏度、振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉耦合度，評(píng)價(jià)在振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉作用下光纖陀螺的零偏穩(wěn)定性，為進(jìn)一步提高光纖陀螺的振動(dòng)-磁場(chǎng)環(huán)境適應(yīng)性提供研究基礎(chǔ)。本發(fā)明能用于測(cè)試光纖陀螺磁場(chǎng)靈敏度以及在振動(dòng)條件下的磁場(chǎng)靈敏度；可用于測(cè)量光纖陀螺在振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉作用下的輸出特性，評(píng)價(jià)在振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉作用下的光纖陀螺零偏穩(wěn)定性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】光纖陀螺振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉耦合度的測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光纖陀螺振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉耦合度的測(cè)量方法【背景技術(shù)】
[0002]光纖陀螺是一種基于Sagnac效應(yīng)的光纖角速度傳感器。振動(dòng)和磁場(chǎng)是影響光纖陀螺輸出精度的兩個(gè)重要因素。光纖陀螺中，光纖環(huán)作為重要的角速度敏感元件，本應(yīng)該對(duì)線加速度不敏感。但在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)受到來(lái)自外界的振動(dòng)影響時(shí)，因受其自身結(jié)構(gòu)、繞環(huán)工藝以及封裝工藝的限制，光纖環(huán)的幾何尺寸可能會(huì)發(fā)生形變并引起光纖應(yīng)力分布的變化，進(jìn)而導(dǎo)致光纖陀螺中產(chǎn)生一個(gè)非互易相移，造成光纖陀螺的相位誤差，因此影響了陀螺輸出的精度。由于磁光效應(yīng)，光纖陀螺產(chǎn)生與磁場(chǎng)有關(guān)的附加非互易相位差，此相位差隨著外界磁場(chǎng)大小及方向的變化而變化，降低了光纖陀螺的零偏穩(wěn)定性，直接影響了陀螺的精度。
[0003]目前在研究光纖陀螺振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉耦合度方面，沒(méi)有專(zhuān)用的測(cè)試方法和設(shè)備，給實(shí)驗(yàn)和研究帶來(lái)了極大的不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種光纖陀螺振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉耦合度的測(cè)量方法。
[0005]光纖陀螺振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉耦合度的測(cè)量方法，通過(guò)測(cè)量光纖陀螺分別在靜態(tài)條件下、徑向磁場(chǎng)作用下、振動(dòng)作用下以及振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉作用下的輸出，得到振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉作用下光纖陀螺的振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉耦合度，評(píng)價(jià)在振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉作用下光纖陀螺的零偏穩(wěn)定性。
[0006]光纖陀螺振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉耦合度的測(cè)量方法，包括以下步驟:
[0007]I)光纖陀螺的敏感軸垂直于振動(dòng)臺(tái)面，固定于振動(dòng)臺(tái)，光纖陀螺位于Helmholtz線圈的中央，He Imho Itz線圈產(chǎn)生的徑向磁場(chǎng)方向垂直于光纖陀螺的敏感軸，霍爾傳感器固定于振動(dòng)臺(tái)，霍爾傳感器的敏感方向與Helmholtz線圈產(chǎn)生的徑向磁場(chǎng)方向平行；
[0008]2)所述的振動(dòng)臺(tái)靜止，不施加徑向磁場(chǎng)，測(cè)量光纖陀螺的輸出，得到光纖陀螺的零偏A0 ；
[0009]3)施加徑向磁場(chǎng)，通過(guò)霍爾傳感器測(cè)量徑向磁場(chǎng)B，測(cè)量光纖陀螺的輸出，得到光纖陀螺的零偏Atl’ ；
[0010]4)計(jì)算光纖陀螺的磁場(chǎng)靈敏度S =
0B
[0011]5)去掉徑向磁場(chǎng)B;
[0012]6)控制振動(dòng)臺(tái)在頻率為IOHz -2KHz，振動(dòng)最大加速度為一個(gè)重力加速度(g)的條件下振動(dòng)，測(cè)量光纖陀螺的輸出，直到振動(dòng)停止，得到振動(dòng)最大加速度為一個(gè)重力加速度時(shí)的光纖陀螺的零偏A1 ；[0013]7)施加徑向磁場(chǎng)B，重復(fù)步驟6)的操作，得到振動(dòng)最大加速度為一個(gè)重力加速度時(shí)的光纖陀螺的零偏A1'；
[0014]8)去掉徑向磁場(chǎng)B ；
[0015]9)計(jì)算振動(dòng)頻率為IOHz -2KHz，振動(dòng)最大加速度為一個(gè)重力加速度條件下的光纖
陀螺的磁場(chǎng)靈敏度
【權(quán)利要求】
1.一種光纖陀螺振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉耦合度的測(cè)量方法，其特征在于，通過(guò)測(cè)量光纖陀螺分別在靜態(tài)條件下、徑向磁場(chǎng)作用下、振動(dòng)作用下以及振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉作用下的輸出，得到振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉作用下光纖陀螺的振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉耦合度，評(píng)價(jià)在振動(dòng)-磁場(chǎng)交叉作用下光纖陀螺的零偏穩(wěn)定性。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟: O光纖陀螺的敏感軸垂直于振動(dòng)臺(tái)面，固定于振動(dòng)臺(tái)，光纖陀螺位于Helmholtz線圈的中央，Helmholtz線圈產(chǎn)生的徑向磁場(chǎng)方向垂直于光纖陀螺的敏感軸,霍爾傳感器固定于振動(dòng)臺(tái)，霍爾傳感器的敏感方向與Helmholtz線圈產(chǎn)生的徑向磁場(chǎng)方向平行； 2)所述的振動(dòng)臺(tái)靜止，不施加徑向磁場(chǎng)，測(cè)量光纖陀螺的輸出，得到光纖陀螺的零偏A0 ; 3)施加徑向磁場(chǎng)，通過(guò)霍爾傳感器測(cè)量徑向磁場(chǎng)B，測(cè)量光纖陀螺的輸出，得到光纖陀螺的零偏Atl’ ； 4)計(jì)算光纖陀螺的磁場(chǎng)靈敏度 5)去掉徑向磁場(chǎng)B； 6)控制振動(dòng)臺(tái)在頻率為IOHz-2ΚΗζ，振動(dòng)最大加速度為一個(gè)重力加速度(g)的條件下振動(dòng)，測(cè)量光纖陀螺的輸出，直到振動(dòng)停止，得到振動(dòng)最大加速度為一個(gè)重力加速度時(shí)的光纖陀螺的零偏A1 ； 7)施加徑向磁場(chǎng)B，重復(fù)步驟6)的操作，得到振動(dòng)最大加速度為一個(gè)重力加速度時(shí)的光纖陀螺的零偏A1'； 8)去掉徑向磁場(chǎng)B； 9)計(jì)算振動(dòng)頻率為IOHz-2KHz，振動(dòng)最大加速度為一個(gè)重力加速度條件下的光纖陀螺的磁場(chǎng)靈敏度5；= i ；
1 B 10)控制振動(dòng)臺(tái)的頻率為IOHz-2KHz，振動(dòng)最大加速度分別為2g、3g、4g、5g、6g、7g、8g、9g、10g，重復(fù)步驟5)到步驟9)，分別得到振動(dòng)頻率為IOHz - 2KHz，振動(dòng)最大加速度分別為2g、3g、4g、5g、6g、7g、8g、9g、10g 條件下光纖陀螺的磁場(chǎng)靈敏度 S2、S3、S4> S5> S6> S7> S8> S9>S10;5-5 11)將步驟4)中的Stl和步驟9)、步驟10)中的Si(i= 1，，，，10)分別代入A= " c O，分別得到振動(dòng)頻率為IOHz - 2KHz，振動(dòng)最大加速度分別為lg、2g、3g、4g、5g、6g、7g、8g、9g、10g，徑向磁場(chǎng)強(qiáng)度大小為B條件下光纖陀螺的振動(dòng)-磁場(chǎng)耦合度&、1(2、1(3、1(4、1(5、1(6、1(7、1(8、K9、K10。
3.如權(quán)利要求2所述的測(cè)量方法，其特征在于，所述的徑向磁場(chǎng)B由Helmholtz線圈產(chǎn)生，Helmholtz線圈由電流源驅(qū)動(dòng)。
4.如權(quán)利要求2所述的測(cè)量方法，其特征在于，所述的霍爾傳感器位于Helmholtz線圈中央位置處。
5.如權(quán)利要求2所述的測(cè)量方法，其特征在于，所述的每次測(cè)量過(guò)程，其時(shí)間都應(yīng)大于I分鐘，以減小測(cè)量過(guò)程中的隨機(jī)誤差。
6.如權(quán)利要求2所述的測(cè)量方法，其特征在于，所述的光纖陀螺的零偏是光纖陀螺的輸出數(shù)據(jù)在每次測(cè)量時(shí)間 內(nèi)的平均值。
【文檔編號(hào)】G01C25/00GK103712634SQ201310721542
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】張登偉, 周彥汝, 舒曉武, 車(chē)雙良, 劉承 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)