一种提高光纤陀螺动态范围的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于光纤陀螺技术领域，具体涉及一种提高光纤陀螺动态范围的方法，包括：利用光纤陀螺内置的算法，通过闭环设置光纤陀螺的偏置相位点，所述偏置相位点以2π为周期递增；将所述偏置相位点的干涉光强转换为电压信号；根据所述电压信号，判断所述光纤陀螺当前工作的干涉条纹。本发明专利技术解决了在光纤陀螺精度与动态范围之间的矛盾，在保证精度的前提下，提升光纤陀螺的动态范围，本申请所提供的方法可以无限提升光纤陀螺的动态范围。限提升光纤陀螺的动态范围。限提升光纤陀螺的动态范围。

【技术实现步骤摘要】
一种提高光纤陀螺动态范围的方法及装置


[0001]本专利技术属于光纤陀螺
，具体涉及一种提高光纤陀螺动态范围的方法及装置。

技术介绍

[0002]光纤陀螺中，随着光纤传感环圈长度的增加，陀螺的精度逐步提升，但是动态范围却逐步降低，也就是说，光纤陀螺精度越高，需要使用的光纤传感环圈长度越长，但是光纤陀螺的动态范围越小。在某些同时要求精度和测量范围的应用领域中，现有技术下的光纤陀螺无法满足这些应用需求。
[0003]根据闭环光纤陀螺仪的原理，Sagnac相移在(
‑
π,π)区间内输入角速率Ω与Sagnac相移之间是一一对应的，据此选取陀螺仪的测量范围为(
‑
Ω
π
,Ω
π
)。Ω
π
可按下式进行计算：
[0004][0005]式中：
[0006]λ——光源的平均波长，为1550nm；
[0007]c——真空中的光速，为3
×
108m/s；
[0008]L——光纤长度；
[0009]D——光纤传感环圈的平均直径。
[0010]通常情况下，高精度光纤陀螺的光纤传感环圈长度1000米
‑
5000米，精度为0.01
°
/h
‑
0.0001
°
/h，通过公式(1)计算得到的动态范围往往只有几十
°
/h。假设陀螺仪的光纤长度取2000m，光纤传感环圈平均直径约为0.1m，计算得到Ω
π
≈67
°
/s，无法满足几百
°
/s的测量范围要求。因此，必须扩展光纤陀螺的动态范围。一般情况下，通常要求
‑
300
°
/s～+300
°
/s的测量范围指标，需要针对上述指标的陀螺需要将动态范围扩大5倍以上。
[0011]基于此，如何在不影响精度的情况下，提高光纤陀螺的动态范围是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0012]为了解决现有技术存在的光纤陀螺动态范围低的问题，本专利技术实施例提供以下技术方案：
[0013]第一方面，本申请提供一种提高光纤陀螺动态范围的方法，包括：
[0014]利用光纤陀螺内置的算法，通过闭环设置光纤陀螺的偏置相位点，所述偏置相位点以2π为周期递增；
[0015]将所述偏置相位点的干涉光强转换为电压信号；
[0016]根据所述电压信号，通过预设算法判断所述光纤陀螺当前工作的干涉条纹。
[0017]进一步地，所述利用光纤陀螺内置的算法，通过闭环设置光纤陀螺的相位点，包
括：
[0018]利用光纤陀螺内置的算法，通过闭环将光纤陀螺的偏置相位点设置在预设相位点，所述预设相位点以2π为周期递增。
[0019]进一步地，所述预设相位点与干涉条纹一一对应。
[0020]进一步地，在将所述偏置相位点的干涉光强转换为电压信号之后，还包括：通过模数采集电路采集所述电压信号。
[0021]第二方面，本申请提供一种提高光纤陀螺动态范围的装置，包括：
[0022]设置模块，用于利用光纤陀螺内置的算法，通过闭环设置光纤陀螺的偏置相位点；
[0023]电压转换模块，用于将所述偏置相位点的干涉光强转换为电压信号；
[0024]判断模块，用于根据所述电压信号，判断所述光纤陀螺当前工作的干涉条纹。
[0025]第三方面，一种计算机，包括：
[0026]存储器，其上存储有可执行程序；
[0027]处理器，用于执行所述存储器中的所述可执行程序，以实现权利要求1
‑
4中任一项所述方法的步骤。
[0028]本专利技术具有以下有益效果：
[0029]本专利技术实施例提供的一种提高光纤陀螺动态范围的方法，包括：利用光纤陀螺内置的算法，通过闭环设置光纤陀螺的偏置相位点，所述偏置相位点以2π为周期递增；将所述偏置相位点的干涉光强转换为电压信号；根据所述电压信号，判断所述光纤陀螺当前工作的干涉条纹。本专利技术解决了在光纤陀螺精度与动态范围之间的矛盾，在保证精度的前提下，提升光纤陀螺的动态范围，本申请所提供的方法可以无限提升光纤陀螺的动态范围。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1是本专利技术实施例中一种提高光纤陀螺动态范围的方法的流程示意图。
[0032]图2是本专利技术实施例提供的不同干涉条纹内相差2π相位偏置点对应的电压值示意图。
[0033]图3是本专利技术一个实施例中一种提高光纤陀螺动态范围的装置的结构图示意图。
[0034]图4是本专利技术一个实施例中一种计算机的结构图示意图。
具体实施方式
[0035]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。
[0036]针对相关技术中的在的问题，本专利技术提供一种提高光纤陀螺动态范围的方法，图1是本专利技术一个实施例提供的一种提高光纤陀螺动态范围的方法的流程示意图，如图1所示，
该提高光纤陀螺动态范围的方法包括：
[0037]步骤S101、利用光纤陀螺内置的算法，通过闭环设置光纤陀螺的偏置相位点，所述偏置相位点以2π为周期递增；
[0038]其中，光纤陀螺内置的算法为本领域常用技术，本申请未对该算法进行改进。
[0039]步骤S102、将所述偏置相位点的干涉光强转换为电压信号；
[0040]步骤S103、根据所述电压信号，通过预设算法判断所述光纤陀螺当前工作的干涉条纹。
[0041]其中，预设算法为本领域常用技术，本申请未对该算法进行改进。
[0042]需要说明的是，光纤陀螺的工作原理的sagnac效应，主要是通过检测顺时针和逆时针传输的两束光之间的干涉光强，检测二者之间的相位差，从而得到载体的旋转角速度，其干涉光强如式(1)所示
[0043]I＝I
o
(1+cos(Δφ))
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0044]其中Δφ为相位差，光源假设为单色光源。但是在实际工程应用中，为了抑制光纤陀螺内部信号误差，往往采用宽带光源，在高精度光纤陀螺中采用宽光谱掺铒光纤光源，光源平均波长光谱宽度约Δλ＝30
×
10
‑9m，光源的相干时间：
[0045]设陀螺输入的速率为Ω，单位...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高光纤陀螺动态范围的方法，其特征在于，包括：利用光纤陀螺内置的算法，通过闭环设置光纤陀螺的偏置相位点，所述偏置相位点以2π为周期递增；将所述偏置相位点的干涉光强转换为电压信号；根据所述电压信号，通过预设算法判断所述光纤陀螺当前工作的干涉条纹。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用光纤陀螺内置的算法，通过闭环设置光纤陀螺的相位点，包括：利用光纤陀螺内置的算法，通过闭环将光纤陀螺的偏置相位点设置在预设相位点，所述预设相位点以2π为周期递增。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设相位点与干涉条纹一一对应。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄忠伟，
申请(专利权)人：北京思卓博瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：