[发明专利]一种光纤陀螺温场零偏性能的检测方法

说明书

本发明涉及一种光纤陀螺温场零偏性能的检测方法，包括步骤：测量分布式布里渊频移变化量Δν_b和分布式瑞利频移变化量Δν_r；再计算出分布式温度变化量ΔT及分布式周向应变变化量Δε_z；根据光纤材料的材料参量及几何参量，以及分布式周向应变变化量Δε_z，计算分布式径向应变变化量Δε_r；然后通过公式解算出连续时间段内的温变零偏变化量ΔΩ；通过获取起始时刻对应的零偏值Ω₀，获得在经过上述连续时间段后的零偏值Ω₀+ΔΩ；重复以上步骤，计算经过多个连续时间段的零偏值的标准差，将标准差作为光纤陀螺的检测指标。通过本发明提供的方法能直接的、简便定位每种因素对光纤敏感环温变零偏的影响趋势及相对量级，从而提升闭环光纤陀螺的温变性能。

技术领域

本发明涉及光纤陀螺技术领域，尤其涉及一种光纤陀螺温场零偏性能的检测方法。

背景技术

光纤陀螺仪作为全新一代全固态惯性仪表，基于萨格纳克工作原理，感测装载物体沿其敏感轴向的旋转角速率信息。光纤陀螺仪的发展不仅依赖于精密的系统架构设计和精益的信号处理工艺，还得益于光纤通信及光学波导等基础工艺研究的快速发展。相比上一代机械陀螺仪，成熟的光纤陀螺仪具有长寿命、轻重量、低功耗、低成本、易加工等固有优势，在航空、航天及航海等国防领域均具有广阔应用前景。在航空工业方面，光纤陀螺仪将逐渐替代上一代机械陀螺仪，逐渐装备到各类航空器的惯性导航及姿态稳定平台中。

由于机载航空器在实际应用过程中，通常经历快速温变、极端高低温等外界环境因素的输入，致使闭环光纤陀螺的应用性能严重劣化。所以，闭环光纤陀螺的温场零偏指标已经成为评价其实用性、可靠性的重要参数，将决定机载惯导系统的实际工作水平。前期工程研究人员认为，光纤敏感环材料在温变环境中的热胀冷缩及光弹效应，必然导致闭环光纤陀螺温变性能劣化，并采用双极及其幂对称等特殊方式绕制敏感环，致力于同时提高光纤敏感环位置坐标、快轴有效折射率及其温度系数、周向应变及环境温度相对其绕制中点的对称性，实现消除闭环光纤陀螺温变误差的目的。但是，在实际工程化过程中，由于材料选型及工艺波动，比如保偏光纤涂层厚度波动、保偏光纤涂层强度参量波动、绕环张力波动、绕环胶加注量波动、绕环胶固化条件波动等，使得上述光纤敏感环绕制方式并不能完全解决闭环光纤陀螺温变零偏问题，仍然出现形态失控、不同程度的性能劣化。

针对上述多影响因素导致闭环光纤陀螺温变零偏劣化的实际工程化难题，国内外光纤陀螺厂商均致力于建立一种闭环光纤陀螺温变零偏的准确测量及评价体系，将各种温变零偏不利因素的影响量级定量隔离。国外这部分工作开展较早，在较早的公开发表文献专利上，着重针对光纤敏感环所处温场对闭环光纤陀螺的温变零偏影响进行定量隔离，并提出工程化解决方案，但是并没有考虑光弹效应的影响，模型缺乏准确性。近几年，国外已将光弹效应考虑进去，但是复杂的有限元分析极大地增加分析的工作量。

综上所述，多因素输入导致光纤敏感环的温变性能劣化机理复杂，急需一种直接的、简便的检测手段来定位每种因素对光纤敏感环温变零偏的影响趋势及相对量级，从而理清思路、分步分块不断提升闭环光纤陀螺的温变性能。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种闭环光纤陀螺温场零偏性能的检测及评价方法，用以解决现有方法准确性低，工作量大、复杂性高的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

提供一种光纤陀螺温场零偏性能的检测方法，具体包括以下步骤：

步骤S1.测量出一连续时间段内光纤材料的分布式布里渊频移变化量Δν_b和分布式瑞利频移变化量Δν_r；