新型調頻連續波光纖陀螺溫度誤差機理研究

《新型調頻連續波光纖陀螺溫度誤差機理研究》是依託北京航空航天大學，由杜士森擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：新型調頻連續波光纖陀螺溫度誤差機理研究
• 依託單位：北京航空航天大學
• 項目負責人：杜士森
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

新型調頻連續波光纖陀螺利用保偏光纖環的快軸和慢軸獨立傳輸，實現了一套光路，兩套陀螺，具有加倍SAGNAC效應的優點。為了提高新型陀螺的環境適應性，本課題擬對陀螺的溫度誤差機理進行研究。依據新型陀螺的結構特點，分析陀螺噪聲來源，對器件的噪聲進行測量與分析；研究固體雷射器和半導體雷射器不同的調頻方案對陀螺噪聲的影響；搭建試驗樣機，用Allan方差的方法分析陀螺的隨機遊走係數，對陀螺的噪聲進行評估並最佳化陀螺設計，進而對陀螺的理論精度進行分析。研究新型陀螺溫度、溫度梯度、溫變速率和溫度梯度的變化速率等因素對Shupe誤差和熱應力零偏誤差等陀螺零偏溫度誤差的影響，建立陀螺零偏溫度誤差的數學模型，提出抑制誤差的措施。分析光纖環直徑、光纖長度、光源波長等參數對陀螺標度因數溫度誤差的影響，建立陀螺標度因數溫度誤差的數學模型，通過溫度試驗驗證模型的正確性，提出改進措施，並把研究成果套用到新型光纖陀螺中。

結題摘要

新型調頻連續波光纖陀螺實現了一套光路，兩套陀螺，陀螺的兩路信號通過差分，是一個具有互易性的陀螺，能夠加倍Sagnac信號。在同等器件條件下，該方案陀螺所能達到的理論極限測量精度要高於傳統陀螺方案，是傳統陀螺的1.414倍，其根本原因在於通過差分，該方案加倍了Sagnac轉動信號。針對光纖環中90°熔點引入的固有非互易誤差，建立了理論模型，並分析了其溫度誤差。分析了光纖環中90°熔點位置對固有非互易誤差的影響，提出了將90°熔點置於光纖環中點時陀螺的溫度致非互易誤差將顯著減小，並進行了實驗驗證。建立了陀螺標度因數溫度誤差的數學模型。分析了光纖環直徑、光纖長度、光源波長等參數對陀螺標度因數溫度誤差的影響，提出了標度因數溫度補償措施。