本发明专利技术公开了一种激光陀螺教学演示装置，包括固定在配重工装上的激光陀螺、控制电路以及带手写屏和图形显示界面的操控软件模块，激光陀螺上设置有用于直接观察激光陀螺内部组成的透明上盖板，所述的控制电路包括主处理器、抖动控制电路、稳流电路、稳频控制电路和高压产生电路；还公开了其演示方法；本发明专利技术操控界面友好、操作简单，能直观的实现对激光陀螺工作原理的演示和教学，借助本发明专利技术，能够实现激光陀螺工作原理的演示。激光陀螺工作原理的演示。激光陀螺工作原理的演示。
【技术实现步骤摘要】
一种激光陀螺教学演示装置及方法
[0001]本专利技术属于激光陀螺
，涉及一种激光陀螺教学演示装置，以及其演示方法。
技术介绍
[0002]目前的高校本科教学中涉及到角速度传感器激光陀螺的部分，缺少对应的实验课，仅仅通过公式推导和原理讲解很难让学生学生掌握与运用。
[0003]中国专利申请CN114049823A公开了一种激光陀螺教学演示系统，其演示环形谐振腔的谐调与准直过程需要用到激光模块和调腔模块，演示探究环形腔模式腔长与纵模间隔关系需要用到合光系统与显示装置等，演示Sagnac效应还需要用到旋转控制模块，操控界面不友好，操作复杂，而且不能直观的对激光陀螺工作原理进行演示和教学。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中的以上不足，本专利技术专利的主要目的是提供一种操控界面友好、操作简单，能直观的实现对激光陀螺工作原理的演示和教学的激光陀螺教学演示装置。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种激光陀螺教学演示装置，包括固定在配重工装上的激光陀螺、与激光陀螺连接的控制电路和与控制电路连接的带手写屏和图形显示界面的操控软件模块，所述的激光陀螺上设置有用于直接观察激光陀螺内部组成的透明上盖板，所述的控制电路包括由FPGA模块和ARM模块组成的主处理器，主处理器上分别连接有实现激光陀螺抖动控制、随机噪声注入、抖动反馈信号处理及扫频等功能的抖动控制电路、实现激光陀螺两臂工作电路平衡稳定的稳流电路、通过直流光强对激光陀螺进行扫模和腔长控制的稳频控制电路以及提供启辉所需的高压实现激光陀螺点亮的高压产生电路。
[0006]所述的一种激光陀螺教学演示装置，其手写屏为触摸显示屏。
[0007]本专利技术还提供一种激光陀螺教学演示装置的演示方法，步骤如下：S1，操控软件模块发送激光陀螺Sagnac效应的演示指令给控制电路，控制激光陀螺在抖动轮并不抖动的状态下正常工作，同时操控软件模块根据手写屏画出的激光陀螺输出零偏值计算零偏值、光强信号、稳频驱动信号、谐振频率等信号值并实时显示在图形显示界面上；S2，操控软件模块发送抖动出锁指令给控制电路，控制动轮开始正常工作，操控软件模块根据手写屏画出的激光陀螺输出零偏值计算零偏值、光强信号、稳频驱动信号、谐振频率等信号值并实时显示在图形显示界面上；S3，操控软件模块发送抖动机构工作原理演示指令给控制电路，根据控制电路返回的抖动反馈信号生成绘制出扫频曲线图显示在图形显示界面上，完成扫频演示；S4，操控软件模块发送启辉演示指令给控制电路，控制电路接收指令后控制激光陀螺按照1s的周期反复启辉和熄灭，完成激光陀螺的启辉演示；
S5，操控软件模块先发送扫模演示指令给控制电路，控制电路控制激光陀螺正常抖动和启辉，操控软件模块再输出稳频驱动控制电压进行扫描，并采集激光陀螺返回的光强信号，根据接收数据的生成绘制出扫模曲线显示在图形显示界面上。
[0008]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过操控软件模块实现激光陀螺的Sagnac效应、抖动出锁、抖动机构工作原理、启辉过程以及激光陀螺谐振腔扫模原理的控制，通过控制电路接收操控软件模块发送的控制指令，实现激光陀螺的启辉控制、抖动控制、扫模控制以及扫频控制，并可通过图形显示界面观测激光陀螺光强信号、拍频信号、抖动信号等主要控制信号。本专利技术针对于激光陀螺教学演示领域，能够直观生动的实现激光陀螺Sagnac效应、抖动出锁、抖动机构工作原理、启辉过程以及激光陀螺谐振腔扫模原理的教学演示，对于激光陀螺的原理演示和行业发展有着重要意义。
附图说明
[0009]图1是本专利技术激光陀螺教学演示装置的组成图；图2是本专利技术控制电路的原理图。
[0010]各附图标记为：1—激光陀螺，2—配重工装，3—控制电路，4—操控软件模块，31—主处理器，32—抖动控制电路，33—稳流电路，34—稳频控制电路，35—高压产生电路。
具体实施方式
[0011]为进一步说明本专利技术的目的和技术方案，下面将结合附图的具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。以下实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限定。
[0012]参照图1所示，本专利技术公开的一种激光陀螺教学演示装置，包括固定在配重工装2上的激光陀螺1、与激光陀螺1连接的控制电路3和与控制电路3连接的带手写屏和图形显示界面的操控软件模块4，其中手写屏为触摸显示屏，配重工装2用于固定激光陀螺1，所述的激光陀螺1上设置有用于直接观察激光陀螺1内部组成的透明上盖板。控制电路3接收操控软件模块4发送的控制指令，实现激光陀螺1的启辉控制、抖动控制、扫模控制以及扫频控制，并可通过图形显示界面观测激光陀螺光强信号、拍频信号、抖动信号等主要控制信号；操控软件模块4实现激光陀螺1的Sagnac效应、抖动出锁、抖动机构工作原理、启辉过程以及激光陀螺谐振腔扫模原理的控制。
[0013]参照图2所示，所述的控制电路3包括由FPGA模块和ARM模块组成的主处理器31，主处理器31上分别连接有实现激光陀螺1抖动控制、随机噪声注入、抖动反馈信号处理及扫频等功能的抖动控制电路32，实现激光陀螺1两臂工作电路平衡稳定的稳流电路33，通过直流光强对激光陀螺进行扫模和腔长控制的稳频控制电路34以及提供启辉所需的高压实现激光陀螺1点亮的高压产生电路35。ARM模块对整个控制流程进行管理，而FPGA模块则完成实时性要求较高、并行进行的控制处理过程。
[0014]本专利技术还提供一种激光陀螺教学演示装置的演示方法，步骤如下。
[0015]S1，操控软件模块4发送激光陀螺Sagnac效应的演示指令给控制电路3，控制激光陀螺1在抖动轮并不抖动的状态下正常工作，同时操控软件模块4根据手写屏画出的激光陀螺输出零偏值计算零偏值、光强信号、稳频驱动信号、谐振频率等信号值并实时显示在图形显示界面上。
[0016]S2，操控软件模块4发送抖动出锁指令给控制电路3，控制动轮开始正常工作，操控软件模块4根据手写屏画出的激光陀螺输出零偏值计算零偏值、光强信号、稳频驱动信号、谐振频率等信号值并实时显示在图形显示界面上。
[0017]S3，操控软件模块4发送抖动机构工作原理演示指令给控制电路3，根据控制电路3返回的抖动反馈信号生成绘制出扫频曲线图显示在图形显示界面上，完成扫频演示。
[0018]S4，操控软件模块4发送启辉演示指令给控制电路3，控制电路3接收指令后控制激光陀螺1按照1s的周期反复启辉和熄灭，完成激光陀螺1的启辉演示。
[0019]S5，操控软件模块4先发送扫模演示指令给控制电路3，控制电路3控制激光陀螺1正常抖动和启辉，操控软件模块4再输出稳频驱动控制电压进行扫描，并采集激光陀螺1返回的光强信号，根据接收数据的生成绘制出扫模曲线显示在图形显示界面上。
[0020]综上所述，本专利技术激光陀螺教学演示装置实现了对激光陀螺工作原理的演示，对激光陀螺的发展有很大的促进作用，本专利技术操作简单，操控界面友好，能直观的实现对激光陀螺工作原理的演示和教学。
[0021]本领域的技术人本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种激光陀螺教学演示装置，其特征在于：包括固定在配重工装（2）上的激光陀螺（1）、与激光陀螺（1）连接的控制电路（3）和与控制电路（3）连接的带手写屏和图形显示界面的操控软件模块（4），所述的激光陀螺（1）上设置有用于观察内部的透明上盖板，所述的控制电路（3）包括由FPGA模块和ARM模块组成的主处理器（31），主处理器（31）上分别连接有实现激光陀螺（1）抖动控制、随机噪声注入、抖动反馈信号处理及扫频的抖动控制电路（32），实现激光陀螺（1）两臂工作电路平衡稳定的稳流电路（33），通过直流光强对激光陀螺进行扫模和腔长控制的稳频控制电路（34）以及提供启辉所需的高压实现激光陀螺（1）点亮的高压产生电路（35）。2.根据权利要求1所述的一种激光陀螺教学演示装置，其特征在于，所述的手写屏为触摸显示屏。3.一种如权利要求1所述激光陀螺教学演示装置的演示方法，其特征在于，步骤如下：S1，操控软件模块（4）发送Sagnac效应的演示指令给控制电路（3），控制激光陀螺（1）在抖动轮不抖动的状态...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄刚，刘金辉，陈超人，祝于高，
申请(专利权)人：华中光电技术研究所中国船舶集团有限公司第七一七研究所，
类型：发明
国别省市：
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