超大环光纤陀螺仪的电路研制

发布时间：2022-07-29 19:40

　　光纤陀螺仪作为惯性技术中的角速度传感器,广泛地应用在航空、航海以及国防工业等领域。超大环光纤陀螺仪是在光纤陀螺仪的基础上通过增加光纤环的尺寸,达到增强Sagnac效应的目的,以此提高测量的精度以及灵敏度,使得超大环光纤陀螺仪零偏稳定性优于10^-3°/h,可以在大地测量、地震监测、世界时（Universal Time,UT1）等精密测量领域应用。然而超大环光纤陀螺仪中光纤环尺寸的增加也会带来更大的噪声问题,这给超大环光纤陀螺仪信号的探测工作带来了困难,成为制约超大环光纤陀螺仪发展的因素之一。本文以“基于超大环光纤陀螺仪的世界时精密测量”项目为背景,对超大环光纤陀螺仪的电路进行研制,设计出结构简单、性能良好的电路处理方案,实现对Sagnac信号的有效检测。首先,介绍了超大环光纤陀螺仪的工作原理以及信号检测方法,并分析了超大环光纤陀螺仪中存在的问题。其次搭建了超大环光纤陀螺仪电路硬件,为了减小温度和振动对电路的影响,采取温控措施,并对实验室的温度、湿度、倾斜度进行了测量和评估,测试结果显示在采取温控的情况下温度波动小于0.30℃、湿度波动5%、倾斜度波动小于0.30角秒... 

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 超大环光纤陀螺仪的发展历程
        1.2.1 超大环光纤陀螺仪的发展概述及国内外研究现状
        1.2.2 超大环光纤陀螺仪的电路研究进展
    1.3 本论文的内容及章节安排
第二章 超大环光纤陀螺仪的基本原理
    2.1 Sagnac效应
    2.2 光纤陀螺仪的基本结构
        2.2.1 光纤陀螺仪的光路结构
        2.2.2 光纤陀螺仪的电路结构
    2.3 干涉型光纤陀螺仪的信号检测原理
    2.4 光纤陀螺仪的指标参数
    2.5 本章小结
第三章 超大环光纤陀螺仪的电路设计
    3.1 信号检测方案设计
    3.2 基于虚拟仪器的超大环光纤陀螺仪电路系统的硬件设计
        3.2.1 光源的选型
        3.2.2 相位调制器的选型
        3.2.3 探测器的选型
        3.2.4 虚拟仪器系统的硬件平台设计
    3.3 基于LabVIEW的超大环光纤陀螺仪电路软件程序设计
        3.3.1 正弦波调制解调方案
        3.3.2 方波调制解调方案
        3.3.3 四态方波调制解调方案
    3.4 本章小结
第四章 基于光纤陀螺仪的地球转速测量
    4.1 影响光陀螺仪性能的环境因素
        4.1.1 温度及振动因素
        4.1.2 实验室温湿度及振动测试
        4.1.3 结论
    4.2 地球自转角速度的测量
        4.2.1 互易性偏置调制-解调电路程序
        4.2.2 互易性偏置调制-解调电路程序中算法优化
        4.2.3 标度因数的测量
        4.2.4 地球转速的测量
        4.2.5 Allan方差分析
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果



本文编号：3667063