[发明专利]一种多极化光纤陀螺环圈绕制方式及结构

说明书

本发明涉及一种多极化光纤陀螺环圈的绕制方式，包括以下步骤：⑴、绕制一个四极结构；⑵、利用一个正向四极结构和一个反向四极结构绕制出一个八极结构；⑶、利用一个正向八极结构和一个反向八极结构绕制出一个十六极结构；⑷、利用一个正向十六极结构和一个反向十六极结构绕制出一个三十二极结构。本光纤陀螺用光纤环圈的排布形式进一步提高了光纤环圈的温度性能，特别是提升光纤环圈在非对称温度环境中的温度性能。

技术领域

本发明涉及光纤陀螺技术领域，尤其是一种多极化光纤陀螺环圈绕制方式及结构。

背景技术

光纤陀螺作为新型的光学陀螺仪表，具有可靠性高、耐冲击振动、寿命长、启动速度快等优点，已被广泛的应用于多个军用及民用领域中。但当光纤陀螺工作环境的温度发生变化时，在光纤陀螺核心部件光纤环形传感器(简称：光纤环圈)中将产生热致非互异性相位噪声，即SHUPE误差。这种误差与光纤陀螺感知地球转速的SAGNAC效应无法区分，严重降低了光纤陀螺的实际探测精度。现国内外对光纤环形传感器的此种传热性能进行了大量的理论研究，分别利用四极对称绕法、八极对称绕法及十六极对称绕法对光纤环圈进行绕制，以降低光纤环圈的温度误差，且这些绕制方案全部于国内外申请了相关的专利，但即使采用现有最为优化的十六极对称绕制方案(United States Patent,US005475774)，光纤环圈中残余的温度误差仍然很大，严重影响高精度光纤陀螺的温度性能。特别是在非对称温度环境中，上述方法的温度误差抑制作用大打折扣。因此需要进一步优化设计降低光纤环圈温度误差，特别是在非对称温度条件下有效降低陀螺温度误差，是高精度光纤陀螺研制过程中的关键技术所在。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种将光纤环圈温度误差的离散数学模型与有限元传热模型相结合，找出了较十六极对称绕制方法更好的抑制光纤环圈温度误差的绕制方案。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的：

一种多极化光纤陀螺环圈的绕制方式，其特征在于：包括以下步骤：

⑴、绕制一个四极结构；

⑵、利用一个正向四极结构和一个反向四极结构绕制出一个八极结构；

⑶、利用一个正向八极结构和一个反向八极结构绕制出一个十六极结构；

⑷、利用一个正向十六极结构和一个反向十六极结构绕制出一个三十二极结构。

而且，步骤⑴所述的绕制一个四极结构的具体方法为：一根连续的光纤从其中点开始，两侧的光纤被分别绕制在两个不同的分纤轮上，分纤轮A上的光纤用于绕制环圈中第一层的各匝，分纤轮B上的光纤用于绕制环圈的第二层，第二层与第一层的方向相同，第二层绕制完成后，仍利用此分纤轮B上的光纤，再沿相反方向绕制第三层光纤；随后，再利用分纤轮A上的光纤，绕制此环圈的第四层，其绕制方向与第三层相同，这样，光纤中点一侧的光纤用于完成第一层和第四层的各匝光纤的绕制，而另一侧的光纤用于完成二、三两层的绕制，按这种方法绕制的四层光纤通常被称为一个“四极”，如果用“+”和“-”分别表示光纤中点两侧的光纤，则此四极的结构为“+--+”，四极对称绕法以此一个四极单位为基础，重复多个四极的绕制即可。

而且，步骤⑵所述的绕制一个八极结构的具体方法为：引入逆向四极结构，其中逆向四极结构，其排布与步骤⑴所述的四极结构排布相反，为“-++-”；以一个正向四极及一个逆向四极组成最基本的八极单元“+--+-++-”，重复多个此八极单元的绕制即可完成八极对称绕制。

而且，步骤⑶所述的绕制一个十六极结构的具体方法为：引入逆向八极结构，其中逆向八极结构，其排布与步骤⑵所述的八极结构排布相反，为“-++-+--+”，以一个正向八极及一个逆向八极组成最基本的十六极单元“+--+-++--++-+--+”，重复多个此十六极单元的绕制即可完成十六极对称绕制。