[发明专利]光纤陀螺仪

说明书

本申请提供一种光纤陀螺仪，包括控制器，光发射器件，光纤环、光接收器件及数据输出接口，控制器用于生成射频调制信号及本振信号；光发射器件与控制器电性连接，用于根据基于射频调制信号生成的调制信号发出光信号；光纤环分别与光发射器件及光接收器件光耦合，用于将光信号传输至光接收器件；光接收器件与控制器电性连接用于接收本振信号，将从光纤环处接收的光信号转换为电信号，将电信号与本振信号混频处理形成混频信号，并将混频信号反馈至控制器；控制器还用于基于混频信号计算光程差并得到旋转角速度；数据输出接口用于输出旋转角速度。本申请的光纤陀螺仪，无需Y波导集成光学调制器，可降低成本，有利于光纤陀螺仪的推广。

技术领域

本申请涉及陀螺仪领域，具体而言，涉及一种光纤陀螺仪。

背景技术

光纤陀螺仪是基于Sagnac效应发展出来的一种角速率测量仪表，该光纤陀螺仪具有结构简单、耐冲击、动态范围大的技术优点，同时具有寿命长、可靠性高的使用效果，现已被广泛的应用在航空航天、机器人控制、石油煤炭开采等多个领域。

目前，市面上的光纤陀螺，其光路部分主要由5个器件组成，即光源、光纤耦合器、Y波导集成光学调制器、光纤环和光电探测器。然而，由于Y波导集成光学调制器相对比较昂贵，导致该光纤陀螺仪比较昂贵，无法进行民用化推广。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种光纤陀螺仪，用以通过采用差频测相原理来实现测量转动角，代替相对昂贵的Y波导集成光学调制器，从而有利于该光纤陀螺仪的民用化推广。

一种光纤陀螺仪，包括控制器，光发射器件，第一光纤环，第二光纤环，第一光接收器件及第二光接收器件；所述控制器用于生成射频调制信号及本振信号；所述光发射器件与所述控制器电性连接，用于根据基于所述射频调制信号生成的调制信号发出光信号；所述第一光纤环设置在所述光发射器件与所述第一光接收器件之间，用于将所述光发射器件发出的光信号传输至所述第一光接收器件；所述第二光纤环设置在所述光发射器件与所述第二光接收器件之间，用于将所述光发射器件发出的光信号传输至所述第二光接收器件；所述第一光接收器件与所述控制器电性连接，用于接收所述本振信号，将从所述第一光纤环接收的光信号转换为第一电信号，将所述第一电信号与所述本振信号混频处理形成第一混频信号，并将所述第一混频信号反馈给所述控制器；所述第二光接收器件与所述控制器电性连接，用于接收所述本振信号，将从所述第二光纤环接收的光信号转换为第二电信号，将所述第二电信号与所述本振信号混频处理形成第二混频信号，并将所述第二混频信号反馈给所述控制器；所述控制器还用于基于所述第一混频信号及第二混频信号计算光程差并得到旋转角速度。

本申请提供的光纤陀螺仪通过控制器输出射频调制信号及本振信号，光发射器件根据基于射频调制信号生成的调制信号发出光信号，第一光纤环将光发射器件所发出的光信号传输至第一光接收器件，第一光接收器件将从第一光纤环接收的光信号转换为第一电信号，且将第一电信号与本振信号进行混频处理形成第一混频信号，并将第一混频信号反馈给控制器，第二光纤环将光发射器件所发出的光信号传输至第二光接收器件，第二光接收器件将从第二光纤环接收的光信号转换为第二电信号，且将第二电信号与本振信号进行混频处理形成第二混频信号，并将第二混频信号反馈给控制器，控制器通过第一混频信号及第二混频信号计算得到光程差，进而得到旋转角速度，利用本实施例所提供的光纤陀螺仪，无需使用价格昂贵的Y波导集成光学调制器，因此，可降低光纤陀螺仪的成本，有利于该光纤陀螺仪的民用化推广。

可选地，所述控制器包括控制元件和锁相环，所述控制元件与所述第一光接收器件及所述第二光接收器件电性连接，用于接收所述第一混频信号及所述第二混频信号，所述控制元件分别与所述锁相环电性连接，用于控制所述锁相环生成所述射频调制信号及所述本振信号。

可选地，所述光纤陀螺仪还包括调制控制电路，所述调制控制电路连接在所述控制器与所述光发射器件之间，所述调制控制电路基于所述射频调节信号生成所述调制信号并通过所述调制信号控制所述光发射器件发光。