[发明专利]一种高效抑制光纤陀螺环圈温度误差的绕制方法

说明书

本发明涉及一种高效抑制光纤陀螺环圈温度误差的绕制方法，将一根光纤从中点处分成相等的A、B两段，预先分别绕在两个供纤轮上，将光纤中点固定在绕制骨架的轮轴与轮缘相交处，光纤A沿轮轴纵向绕制光纤环的第1层，光纤B沿轮轴纵向绕制光纤环的第2层，然后光纤B回绕完成第3层，接着光纤A回绕完成第4层，按照自外向内的方式以4层为周期交替绕完所有光纤，完成四极对称绕制结构。本智力成果在对称绕制的基础上，首次引入自外向内对称绕制的概念，将其与传统对称绕法相结合，形成自外向内对称绕制方法，该方法可应用于任何传统对称绕法，并大幅提高光纤环圈温度特性，例如自外向内四极绕法、自外向内八极绕法和自外向内十六极绕法等。

技术领域

本发明涉及光纤陀螺技术领域，尤其是一种可以大幅提高光纤陀螺温度特性，包括抗温度冲击性能的高效抑制光纤陀螺环圈温度误差的绕制方法。

背景技术

光纤陀螺作为新型的光学陀螺仪表，具有全固态结构、可靠性高、寿命长、精度覆盖广、启动速度快、响应时间短、测量范围大、动态范围宽、抗冲击和振动、体积小、重量轻、成本低、全光电子器件、适合大批量生产等优点，已被广泛的应用于军、民用领域中。光纤环圈是光纤陀螺的传感核心，其绕制质量直接决定光纤陀螺的温度特性。当沿着光纤存在着一个随时间变化的温度分布梯度时，光纤陀螺就会产生热导致的非互易性相位误差，称之为Shupe效应。当距离光纤环中点相同的两段光纤经历同样的温度变化，Shupe效应将被抵消，因此光纤环缠绕方式广泛采用对称绕法，例如四极绕法(United States Patent,US5841932)、八级绕法和十六极绕法(United States Patent,US005475774)。Shupe误差与光纤陀螺感知地球转速的Sagnac效应无法区分，将严重降低光纤陀螺的实际探测精度。特别当应用环境存在温度大冲击时，即便采用现有最为优化的十六极对称绕制方案，光纤环圈中残余的温度误差仍然很大，严重劣化高精度光纤陀螺的温度性能。因此需要进一步优化设计提高光纤环圈温度特性，特别是抗温度冲击特性。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术的不足之处，采用三维光纤环圈温度模型，提供一种高效抑制光纤陀螺环圈温度误差的绕制方法，大幅降低温度冲击对光纤陀螺的影响。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的：

一种高效抑制光纤陀螺环圈温度误差的绕制方法，其特征在于：将一根光纤从中点处分成相等的A、B两段，预先分别绕在两个供纤轮上，将光纤中点固定在绕制骨架的轮轴与轮缘相交处，光纤A沿轮轴纵向绕制光纤环的第1层，光纤B沿轮轴纵向绕制光纤环的第2层，然后光纤B回绕完成第3层，接着光纤A回绕完成第4层，按照自外向内的方式以4层为周期交替绕完所有光纤，完成四极对称绕制结构。

而且，所述的自外向内对称绕制的概念是将温度权重因子大的光纤部分放置在环圈最内侧，将温度权重因子小的光纤部分放置在环圈最外侧。

而且，利用自外向内对称绕制的方法绕制出由一个正向四极结构和一个反向四极结构绕制成的一个八极对称绕制结构。

而且，利用自外向内对称绕制的方法绕制出由一个正向八极结构和一个反向八极结构绕制成的一个十六极对称绕制结构。

本发明的优点和积极效果是：

本智力成果在对称绕制的基础上，首次引入自外向内对称绕制的概念，将其与传统对称绕法相结合，形成自外向内对称绕制方法，该方法可应用于任何传统对称绕法，并大幅提高光纤环圈温度特性，例如自外向内四极绕法、自外向内八极绕法和自外向内十六极绕法等。

附图说明

图1是光纤环圈由光纤中点开始绕制示意图；

图2是传统四极对称绕制示意图；

图3是自外向内四极对称绕制示意图；

图4是传统与自外向内十六极对称绕法温度特性对比示意图。