一种自适应小型化光纤环圈测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术涉及一种自适应小型化光纤环圈测试系统，其包括光源、保偏分束器、Y波导调制器、光探测器、调制解调板及控制面板，光源发出的光传输进保偏分束器，再由保偏分束器输出给Y波导调制器，Y波导调制器将一束光分成两束强度相等，传播方向相反的光输入到光纤环圈的两端，两束光分别沿光纤环圈传播输出后再次在Y波导调制器处汇合发生干涉，干涉后的光经由保偏分束器输出给光电探测器；光电探测器将光信号转变成电信号，转换后的电信号由调制解调板进行处理和提取，提取出代表转速信号的两束光之间的sagnac相位误差，调制解调板与控制面板通讯连接。本发明专利技术可以实现系统测试小型化、便携化；组件测试精度、一致性和重复性明显提升，测试结果更准确。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应小型化光纤环圈测试系统及测试方法
本专利技术涉及光纤环圈调试及测试
，具体涉及一种自适应小型化光纤环圈测试系统及测试方法。
技术介绍
光纤陀螺具有体积小、重量轻、寿命长、全固态、测量范围大、精度高等特点，广泛地应用在陆海空天潜诸多领域。其中光纤组件对于光纤陀螺性能影响是多方面的，如随机游走系数、零偏不稳定性、零偏的磁场灵敏度、标度因数稳定性、标度因数的温度灵敏度以及输入轴的稳定性。但在组件测试过程中光路的设计、环圈尾纤的盘绕以及组件测试系统不合理的结构都会影响组件的测试结果，引入环境误差，从而掩盖光纤组件的真实性能，导致无法准确评价组件。因此采用合理的测试方法测试光纤陀螺的敏感环圈的温度性能，准确评价其shupe特性对于光纤陀螺的温度性能的评价以及指导陀螺的研发起着至关重要的作用。因此急需设计实现光纤环圈小型化自适应算法测试技术，以实现环圈评价准确，测试重复性高，调试时间短最大限度的提高光纤环圈调试及测试效率和精度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自适应小型化光纤环圈测试系统，实现组件测试系统自动化和自适应化的优化，提高测试效率，缩短测试时间，降低光纤陀螺生产和研发成本。本专利技术还提供一种自适应小型化光纤环圈测试方法。本专利技术解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：一种自适应小型化光纤环圈测试系统，其特征在于：包括光源、保偏分束器、Y波导调制器、光电探测器、调制解调板及控制面板，光源发出的光传输进保偏分束器，再由保偏分束器输出给Y波导调制器，Y波导调制器将一束光分成两束强度相等，传播方向相反的光输入到光纤环圈的两端，两束光分别沿光纤环圈传播输出后再次在Y波导调制器处汇合发生干涉，干涉后的光经由保偏分束器输出给光电探测器；光电探测器将光信号转变成电信号，转换后的电信号由调制解调板进行处理和提取，提取出代表转速信号的两束光之间的sagnac相位误差，调制解调板与控制面板通讯连接。而且，所述光源为一分N光源，所述保偏分束器和Y波导也为对应的N个，光源输出光可同时分成光功率相等的N路光分别输出给N只保偏分束器，经由N只保偏分束器、N只Y波导调制器后到达三个被测光纤环圈，同时测试N只光纤环圈，2≤N≤4。而且，调制解调板通过控制面板与液晶显示屏实现通讯；控制面板根据输入的环圈长度自行计算得组件本征频率及相关分频参数，采用SPI技术协议实现与调制解调板上的FPGA芯片的通讯，完成不同长度的组件程序自动更新和加载功能。一种自适应小型化光纤环圈测试方法，其包括如下步骤：1)光纤长度测量：采用OTDR光时域反射仪测量得光纤环圈长度准确值，测量误差<±0.5m；2)启动环圈测试系统：进入液晶显示屏的人机交互界面；3)计算光纤环圈本征频率：根据光纤环圈长度与本征频率的关系，将第一步测得的光纤环圈长度即L带入公式得到该环圈的本征频率；这一过程通过人际交互界面启动控制面板计算得到；4)进行自适应分频算法，自适应分频算法算法包括如下过程：倍频因子M1、M2从1-32依次进行遍历；分频因子N1，N2从1-32进行依次遍历；若|f0-f|＜20，对应的M1、M2、N1和N2即为要选择的分频方案对应分频参数，从而确定不同的采样点数，在界面上选择启动自适应分频算法，选择分频方案；5)对环圈进行增益调节：点击计算闭环增益，根据步骤4)分频方案的选择和具体的采样点数在控制面板中计算光纤环圈实际闭环增益，根据界面上计算得到实际增益结果，输入移位参数具体数值；6)重复下一只光纤环圈参数设置：界面操作完成后点击确认并保存，返回第一步；7)完成环圈测试：最后一只光纤环圈设置完成后进行测试。本专利技术的优点和有益效果为：1、本专利技术的自适应小型化光纤环圈测试系统及测试方法，主要测试光纤环圈常温下静态噪声，长期零偏稳定性以及光纤环圈在-40℃-60℃的温度范围内shupe峰大小，定温极差值和全温零偏稳定性等温度指标，可以实现系统测试小型化、便携化；组件测试精度、一致性和重复性明显提升，测试结果更准确。2、本专利技术的自适应小型化光纤环圈测试系统及测试方法，采用光纤环圈长度自适应调制技术，对于不同长度的光纤环圈组件调试范围覆盖更广。3、本专利技术的自适应小型化光纤环圈测试系统及测试方法，提供人机交互界面，替代电脑上机调试，化简了工序，节约了调试时间，大大缩减了时间和人力。附图说明图1为本专利技术的自适应小型化光纤环圈测试系统模块示意图；图2为本专利技术的自适应小型化光纤环圈测试系统原理框图；图3为本专利技术的自适应小型化光纤环圈测试方法流程图；图4为本专利技术的的光纤环圈闭环反馈回路模型。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。一种自适应小型化光纤环圈测试系统，如图1所示，其包括光源、保偏分束器、Y波导调制器、光探测器、调制解调板及控制面板，光源为ASE光源，光源发出的光传输进保偏分束器，再由保偏分束器输出至Y波导调制器，Y波导调制器将一束光分成两束强度相等，传播方向相反的光输入到光纤环圈的两端，两束光分别沿光纤环圈传播输出后再次在Y波导调制器处汇合发生干涉，干涉后的光经由保偏分束器输出给光电探测器；光电探测器将光信号转变成电信号，转换后的电信号由调制解调板进行处理和提取，提取出代表转速信号的两束光之间的sagnac相位误差，调制解调板与控制面板通讯连接。本专利技术测试系统的光源为一分N光源，保偏分束器和Y波导也为对应的N个，光源输出光可同时分成光功率相等的N路光分别输出给N只保偏分束器，经由N只保偏分束器、N只Y波导调制器后到达N个被测光纤环圈，同时测试N只光纤环圈，2≤N≤4。本实施例中N为3，如图2所示，即：光源为ASE宽带激光光源，光源经过分束器输出三路光强相等的光，保偏分束器和Y波导也为对应的3个，保偏分束器为PBSPM1550型保偏分束器。Y波导采用IM-1550-PM型铌酸锂强度调制器。光源输出光可同时分成光功率相等的3路光分别输出给3只保偏分束器，经由3只保偏分束器、3只Y波导调制器后到达三个被测光纤环圈，同时测试3只光纤环圈。调制解调板通过控制面板与液晶显示屏实现通讯；控制面板采用STM32F103型ARM开发板，根据输入的环圈长度自行计算得组件本征频率及相关分频参数，采用SPI技术协议实现与调制解调板上的FPGA芯片的通讯，完成不同长度的组件程序自动更新和加载功能。一种自适应小型化光纤环圈测试方法，其包括如下步骤：1)光纤长度测量：采用OTDR光时域反射仪测量得光纤环圈长度准确值，测量误差<±0.5m；2)计算光纤环圈本征频率：根据长度与本征频率的关系，将第一步测得的光纤环圈长度即L带入公式得到该环圈的本征频率；3)启动环圈测试系统进入液晶显示屏人机交互界面；4)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应小型化光纤环圈测试系统，其特征在于：包括光源、保偏分束器、Y波导调制器、光电探测器、调制解调板及控制面板，光源发出的光传输进保偏分束器，再由保偏分束器输出给Y波导调制器，Y波导调制器将一束光分成两束强度相等，传播方向相反的光输入到光纤环圈的两端，两束光分别沿光纤环圈传播输出后再次在Y波导调制器处汇合发生干涉，干涉后的光经由保偏分束器输出给光电探测器；光电探测器将光信号转变成电信号，转换后的电信号由调制解调板进行处理和提取，提取出代表转速信号的两束光之间的sagnac相位误差，调制解调板与控制面板通讯连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种自适应小型化光纤环圈测试系统，其特征在于：包括光源、保偏分束器、Y波导调制器、光电探测器、调制解调板及控制面板，光源发出的光传输进保偏分束器，再由保偏分束器输出给Y波导调制器，Y波导调制器将一束光分成两束强度相等，传播方向相反的光输入到光纤环圈的两端，两束光分别沿光纤环圈传播输出后再次在Y波导调制器处汇合发生干涉，干涉后的光经由保偏分束器输出给光电探测器；光电探测器将光信号转变成电信号，转换后的电信号由调制解调板进行处理和提取，提取出代表转速信号的两束光之间的sagnac相位误差，调制解调板与控制面板通讯连接。


2.根据权利要求1所述一种自适应小型化光纤环圈测试系统，其特征在于：所述光源为一分N光源，所述保偏分束器和Y波导也为对应的N个，光源输出光可同时分成光功率相等的N路光分别输出给N只保偏分束器，经由N只保偏分束器、N只Y波导调制器后到达三个被测光纤环圈，同时测试N只光纤环圈，2≤N≤4。


3.根据权利要求1所述一种自适应小型化光纤环圈测试系统，其特征在于：调制解调板通过控制面板与液晶显示屏实现通讯；控制面板根据输入的环圈长度自行计算得组件本征频率及相关分频参数，采用SPI技术协议实现与调制解调板上的FPGA芯片的通讯，完成不同长度的组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：张书颖，左文龙，李凡，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零七研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12