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光纤陀螺稳定性研究

王长伟  
【摘要】:光纤陀螺作为一种新型的角速率传感器,具有体积小、重量轻、耐冲击、精度高、寿命长等特点。自问世以来便受到广泛的重视,在航空、航天及舰船的控制及导航系统中具有广泛的应用,因此光纤陀螺的研究在一些大学、国家实验室和公司中迅速的开展起来。随着研究的不断深入,对光纤陀螺的精度及稳定性的要求也随之提高,但光纤陀螺的稳定性的问题一直以来是影响光纤陀螺进一步发展的重要因素,特别是光纤陀螺的随环境温度变化的长期稳定性问题,已经严重影响了光纤陀螺在船用导航系统中的应用。 本文首先介绍了光纤陀螺的应用前景,还简要介绍了光纤陀螺的基本原理及相位调制方法和数字闭环阶梯波调制原理。 其次对组成光纤陀螺的光路各个组成部件的参数和所产生的噪声及其原因进行了分析,分析了高精度光纤陀螺器件筛选上的参数要求,提出了提高光纤陀螺稳定性的一些方法。 再次由于光纤陀螺调制器件的铌酸锂集成光学器件温度不稳定性进行了电路上的跟踪补偿,提高了光纤陀螺标度因数的稳定性。 最后搭建了光纤陀螺温度数据采集电路对光纤陀螺的光源进行了光功率和平均波长的温度漂移测试,对Y波导进行了温度测试观察了温度变化对Y波导的输出的影响,对光纤陀螺进行了整体的温度测试观察温度漂移随环境温度变化的趋势,本文的结果为后续的光纤陀螺温度特性的研究提供了借鉴和指导作用。


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