[发明专利]一种光纤陀螺环组件在加速度场下形变抑制装置及方法

说明书

本发明公开了一种光纤陀螺环组件在加速度场下形变抑制装置及方法，包括压电感应铺层和压电驱动铺层；压电感应铺层平铺在光纤陀螺环组件的光纤环壳顶部，压电驱动铺层与光纤陀螺环组件的光纤环壳的周面贴合设置，压电感应铺层和压电驱动铺层的位置对应，压电感应铺层和压电驱动铺层均采用压电晶体制成。从结构层面直接抑制光纤陀螺环组件壳的形变，扩大了其环境适应性和数据准确性。

技术领域

本发明属于光纤陀螺领域，涉及一种光纤陀螺环组件在加速度场下形变抑制装置及方法。

背景技术

光纤陀螺是没有活动部件的全固态陀螺仪，其核心技术在于光纤环技术，光纤环直接决定了光纤陀螺的最终精度，其中由于在不稳定的复杂使用环境中，容易受到剧烈振动或不稳定的加速场下会引起光纤环组件中壳套与光纤环发生不同程度形变以导致光纤环与壳套发生碰撞，这些问题影响了光纤陀螺的精度和稳定性，进而限制了其应用的广泛性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种光纤陀螺环组件在加速度场下形变抑制装置及方法，从结构层面直接抑制光纤陀螺环组件壳的形变，扩大了其环境适应性和数据准确性。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种光纤陀螺环组件在加速度场下形变抑制装置，包括压电感应铺层和压电驱动铺层；

压电感应铺层平铺在光纤陀螺环组件的光纤环壳顶部，压电驱动铺层与光纤陀螺环组件的光纤环壳的周面贴合设置，压电感应铺层和压电驱动铺层的位置对应，压电感应铺层和压电驱动铺层均采用压电晶体制成。

优选的，压电感应铺层连接有反相器的输入端，反相器的输出端与压电驱动铺层输入端连接。

进一步，反相器和压电驱动铺层之间串联有电信号处理器。

优选的，压电感应铺层顶部设置有质量块。

优选的，压电感应铺层和压电驱动铺层数量均为多个，压电感应铺层均布在光纤环壳顶部，压电驱动铺层位置与压电感应铺层一一对应。

优选的，压电驱动铺层两个为一组，同一组的压电驱动铺层分别设置在光纤环壳同一位置的内环和外环周面上。

优选的，压电感应铺层和压电驱动铺层与光纤环壳均粘接固定。

优选的，压电晶体采用水晶。

一种基于上述任意一项所述装置的光纤陀螺环组件在加速度场下形变抑制方法，压电感应铺层收到挤压或拉伸后产生电信号，获取压电感应铺层的电信号，将电信号反向处理发送给压电驱动铺层，压电驱动铺层产生与压电感应铺层受力反方向的机械形变。

优选的，采用反相器获取压电感应铺层的电信号，反相器将电信号反向输出至压电驱动铺层。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过压电感应铺层的压电晶体受到挤压或者拉伸会产生电信号，进而给予压电驱动铺层的压电晶体一个反向的电信号，压电晶体将在一定方向上产生机械变形从而达到抑制变形的作用，当外加电场撤去后，该变形也随之消失，可以重复使用，稳定性高。利用其正逆压电效应以控制组件的形变，从结构层面抑制组件的形变，同时充分利用压电材料的晶体响应快等特性，满足使用要求，同时相对于传统数据补偿法，从结构层面直接抑制其组件壳盖的形变，扩大了其环境适应性和数据准确性。

进一步，通过在压电感应铺层和压电驱动铺层之间设置反相器，自动将压电感应铺层的电信号反向处理输出至压电驱动铺层，实现自适应抑制形变。

进一步，电信号处理器能够对电信号进行放大或者缩小处理，使光纤环壳的形变量和压电驱动铺层的抑制形变量分布均匀对等。