光纤陀螺温度场仿真分析与陀螺外罩结构优化设计

发布时间：2017-09-27 23:06

  本文关键词：光纤陀螺温度场仿真分析与陀螺外罩结构优化设计

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【摘要】：通过对Shupe误差数学模型进行分析,确定了引起Shupe误差、导致陀螺零偏误差大的原因之一是闭环光纤陀螺光纤环温度场时空分布不均。利用Ansys Workbench与Icepark软件建立了闭环光纤陀螺敏感单元有限元热模型,并对该模型进行了瞬态与稳态温度场的仿真分析,得出通过改进陀螺外罩设计可以使光纤环温度场分布更加均匀,有助于减小Shupe误差引入的零偏误差。结合仿真结果,进一步对陀螺外罩的几种热设计方案进行了热仿真分析与定量化设计,确定了陀螺外罩的最优设计方案:当内层采用厚度为0.8mm的软磁合金材料作为隔热层,外层采用厚度为1.5mm硬铝材料作为均热层时,光纤环的温度时空变化率最小。通过对优化方案进行实验验证,使光纤环在降温过程中温度变化减小了1.8℃,使其最高最低点温度差减小了0.68℃。
【作者单位】： 中国航空工业西安飞行自动控制研究所;
【关键词】： 光纤陀螺 温度场 仿真 ANSYS 结构
【基金】：航空预研项目
【分类号】：TN253
【正文快照】： 引言光纤陀螺是一种基于Sagnac效应的全固态惯性测量仪表,由于构成光纤陀螺的核心部件光纤环对温度极为敏感,当沿着光纤存在一个随时空变化的温度分布梯度时,光纤陀螺会产生热致非互易相位差,即所谓的Shupe效应[1],因此在导航级光纤陀螺使用过程中,机箱内部复杂多变的温度场导

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