[发明专利]一种光学敏感部件与信号处理部件分离的光纤陀螺组合体

说明书

一种光学敏感部件与信号处理部件分离的光纤陀螺组合体，其中光学敏感部件包括三个完全独立的光纤陀螺仪，陀螺仪的敏感轴正交斜置安装在半锥角为54°44′08″的圆锥体侧面上；信号处理部件包括三个完全独立的信号处理电路和一个二次电源模块，二次电源模块中包含三份完全独立的二次电源电路。在电气功能上该组合体包括三个完全独立的角速度测量通道，每个通道包括一份二次电源电路、一份信号处理电路和一只光纤陀螺仪，提高了测量的独立性，同时可以实现故障隔离，提高了组合体的可靠性，采用三轴斜置的方案能够使该组合体比较方便地与其它陀螺组合进行冗余配置，提高了测量精度。

技术领域

本发明涉及惯性测量技术领域，特别涉及一种光学敏感部件与信号处理部件分离的光纤陀螺组合体。

背景技术

光纤陀螺仪是一种基于Sagnac效应的新型惯性仪表，具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、寿命长等优点，在空间惯性技术领域具有独特的优势，被广泛应用于空间飞行器的制导、导航和控制系统中。

在现有的光纤陀螺组合体中，一般采用集成一体化设计，光学敏感部件和信号处理部件均安装在一个结构体上，这种设计方式在低精度的产品中应用比较广泛，能够在较小的体积和较轻的重量下实现角速度测量，但针对甚高精度的产品，由于仪表的体积较大，为了确保力学特性，需要增加结构体的厚度确保力学环境适应性，这样便增加了产品的重量，不利于轻质化设计。

发明内容

本发明目的在于：克服甚高精度光纤陀螺组合体重量上的不足，提供了一种光学敏感部件与信号处理部件分离的光纤陀螺组合体，该组合体中光纤陀螺仪表和信号处理电路分别安装在不同的结构体上，并且采取三个完全独立的角速度测量通道，三个通道互相没有任何的电气连接，降低了整个产品的重量。

本发明的上述目的通过以下方案实现：

一种光学敏感部件与信号处理部件分离的光纤陀螺组合体，包括相互分离的光学敏感部件和信号处理部件，且光学敏感部件和信号处理部件之间通过电缆连接和通讯。

所述光学敏感部件包括三只光纤陀螺仪，三个陀螺敏感轴相互垂直，并且三个陀螺敏感轴均匀分布于半锥角为α＝54°44′08″的圆锥体侧面上，三个陀螺敏感轴在本体坐标系XOY平面内两两之间的投影夹角为120°。

本体坐标系的原点为光学敏感部件的质心，X轴和Y轴均位于水平面内，X轴的正方向与其中一个光纤陀螺仪敏感轴在水平面的投影方向相反，Y轴在水平面内与X轴垂直，Z轴垂直于水平面。

光纤陀螺仪中的光纤采用直径为135μm的细径保偏光纤，且所述光纤采用双层磁屏蔽。

所述信号处理部件包括三个相同的信号处理电路和三个相同的二次电源电路。

包括三个完全独立的角速度测量通道，每个通道包括一只光纤陀螺仪、一个信号处理电路和一个二次电源电路。

信号处理电路包括DSP、FPGA、A/D、电平转换电路以及1553B控制器；

光纤陀螺仪输出信号经电平转换后进入FPGA计数，完成陀螺输出信息的采集；温度信号经A/D转换后进入FPGA，完成温度信息的采集；DSP从FPGA中读取相应信息并进行处理，在1553B控制器的控制下，以1553B的接口形式实现与姿态控制系统的通信。

二次电源电路的一次电源电压输入范围为24V～45V，一次电压纹波≤600mV，每路二次电源电压的稳定度≤3％。

二次电源电路中均设置有磁保持继电器；姿态控制系统发送通断指令给二次电源电路，二次电源电路接收所述通断指令后，控制磁保持继电器进行开合，实现二次电源电压的通断控制。

姿态控制系统发送通断指令为开路集电极输出，常态为不导通状态，低电平有效，信号持续时间80ms±10ms，吸收电流能力不小于180mA。