一种具有温控功能的一体式中精度光纤陀螺制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有温控功能的一体式中精度光纤陀螺，当环境温度发生变化时，通过温控手段，将光纤环和光源处于恒定的温度环境中，最终使光纤陀螺的输出值达到稳定。具体方案为：SLD光源封装好，封装好的SLD光源和热敏电阻RT安装在第一基面上；制冷片TEC一面贴第一基面，另一面贴在底盖上，TEC制冷片同时对光纤环和SLD进行温控；Y波导和耦合器安装在第二基面上，第二基面设置在控制板和光纤环之间；控制板上焊接探测器；控制板上方设置顶盖；控制板上设置控制电路温度控制回路和解调控制回路。温度控制回路，用于根据热敏电阻RT的电阻值，对TEC制冷片进行温控；解调控制回路用于解算光纤陀螺敏感到的角速度信息。于解算光纤陀螺敏感到的角速度信息。于解算光纤陀螺敏感到的角速度信息。

【技术实现步骤摘要】
一种具有温控功能的一体式中精度光纤陀螺


[0001]本技术涉及光纤陀螺
，具体涉及一种具有温控功能的一体式中精度光纤陀螺。

技术介绍

[0002]光纤陀螺的内部组成包括光源、光纤环、耦合器、Y波导、探测器和电路控制回路。当环境温度发生变化时，由于光纤环自身的原因导致光纤陀螺的输出精度产生温度漂移，现有技术普遍采用温度补偿的方式，采集不同温度点下光纤陀螺的输出数据，进行曲线拟合后输出，这样可以大大减小外界温度变化对光纤陀螺输出的影响。
[0003]但使用温度补偿技术首先要保证光纤陀螺的输出数据与温度变化存在一个明显的线性规律，若输出数据线性规律不明显，补偿效果会大打折扣。
[0004]目前尚未有有效的针对光纤环的温度补偿方案。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本技术提供了一种具有温控功能的一体小型光纤陀螺，当环境温度发生变化时，通过温控手段，将光纤环和光源处于恒定的温度环境中，最终使光纤陀螺的输出值达到稳定。
[0006]为达到上述目的，本技术的技术方案为：一种具有温控功能的一体式中精度光纤陀螺，包括探测器、耦合器、Y波导、光纤环、SLD光源、热敏电阻RT以及制冷片TEC。
[0007]SLD光源封装好，封装好的SLD光源和热敏电阻RT安装在第一基面上。
[0008]制冷片TEC一面贴第一基面，另一面贴在底盖上，TEC制冷片同时对光纤环和SLD进行温控。
[0009]Y波导和耦合器安装在第二基面上，第二基面设置在控制板和光纤环之间。
[0010]控制板上焊接探测器；控制板上方设置顶盖。
[0011]SLD光源、热敏电阻RT、制冷片TEC和Y波导的引出线焊接在控制板上。
[0012]控制板上设置控制电路温度控制回路和解调控制回路。
[0013]进一步地，第一基面和第二基面分别打两个穿孔，分别用于走尾纤和走线；SLD光源、热敏电阻RT、制冷片TEC和Y波导的引出线通过穿孔焊接在控制板上。
[0014]进一步地，温度控制回路，用于根据热敏电阻RT的电阻值，对TEC制冷片进行温控，最终使得SLD电源和光纤环工作在一个稳定的温度环境中；解调控制回路用于解算光纤陀螺敏感到的角速度信息。
[0015]进一步地，控制板上设置电压比较放大器、第一AD转换器、FPGA芯片、DA转换芯片、运算放大电路、温控驱动电路、隔直电路、低通滤波电路和第二AD转换器。
[0016]其中电压比较放大器、AD转换器、FPGA芯片、DA转换芯片、运算放大电路以及温控驱动电路组成温度控制回路。
[0017]热敏电阻RT的引出线连接在电压比较放大器。
[0018]电压比较放大器通过第一AD转换器连接至FPGA芯片；FPGA芯片经温控驱动电路连接TEC制冷片的引出线。
[0019]根据热敏电阻RT的电阻值，经电压比较放大电路后得到电压值，经AD转换电路得到的数字量给FPGA芯片进行处理，根据设定的目标温度值，进行模糊PID控制，输出方波，经温控驱动电路后，对TEC制冷片进行温控工作。
[0020]进一步地，隔直电路、低通滤波电路、第二AD转换器、FPGA芯片和DA转换芯片组成解调控制回路；探测器采集到的信号输出经隔直电路，低通滤波电路和第二AD转换器后输出至FPGA中，进行数据解调，解调结果经串口输出；将解调信号处理后输至DA转换芯片，进行数模转换后输出至Y波导，形成闭环控制。
[0021]有益效果：
[0022]1、本技术提供的一种具有温控功能的一体小型光纤陀螺，对光纤环部分进行温控，使其附近的温度保持在一个相对稳定的温度范围内，减小了环境温度变化对光纤陀螺输出的影响，将光纤环和光源处于恒定的温度环境中，最终使光纤陀螺的输出值达到稳定。
[0023]2、本技术中，温度控制回路用于驱动TEC制冷片，根据热敏电阻RT的电阻值，经电压比较放大电路后得到电压值，经AD转换电路得到的数字量给FPGA进行处理，根据设定的目标温度值，进行模糊PID控制，输出方波，经驱动电路后，TEC制冷片进行温控工作，最终使得SLD和光纤环工作在一个稳定的温度环境中，当外界温度变化时，内部温度可以不受影响或者影响很小。
[0024]3、本技术中，解调控制回路用于对温度那行闭环控制。该部分的主要功能是解算光纤陀螺敏感到的角速度信息。探测器采集到的信号输出经隔直电路，低通滤波电路和AD转换电路后输出至FPGA中，进行数据解调，解调结果经串口输出；将解调信号处理后输至DA芯片，进行数模转换后输出至Y波导，形成闭环控制。
附图说明
[0025]图1为本技术提供的小型光纤陀螺的光纤连接示意图；
[0026]图2为本技术提供的小型光纤陀螺的光路装配示意图；
[0027]图3为本技术提供的小型光纤陀螺的控制板上硬件电路图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图并举实施例，对本技术进行详细描述。
[0029]本技术提供了一种温控型光纤陀螺将传统SLD光源结构进行拆分,单独将SLD光源进行封装，将封装好后SLD、热敏电阻RT与光纤环安装在一个基面1上，制冷片TEC一面贴基面1，另一面贴在底盖上，实现了TEC制冷片同时对光纤环和SLD进行温控的目的，其中基面1和基面2分别打两个孔，一个孔走尾纤，一个孔走线。其中SLD,RT,TEC和Y波导的引出线通过穿孔焊接在控制板上。
[0030]电路部分主要包括温度控制回路和解调控制回路如图3所示。温度控制回路的工作过程：根据热敏电阻RT的电阻值，经电压比较放大电路后得到电压值，经AD转换电路得到的数字量给FPGA进行处理，根据设定的目标温度值，进行模糊PID控制，输出方波，经驱动电
路后，TEC制冷片进行温控工作，最终使得SLD和光纤环工作在一个稳定的温度环境中，当外界温度变化时，内部温度可以不受影响或者影响很小。
[0031]解调控制回路该部分的主要功能是解算光纤陀螺敏感到的角速度信息。硬件工作流程，探测器采集到的信号输出经隔直电路，低通滤波电路和AD转换电路后输出至FPGA中，进行数据解调，解调结果经串口输出；将解调信号处理后输至DA芯片，进行数模转换后输出至Y波导，形成闭环控制。
[0032]综上所述，以上仅为本技术的较佳实施例而已，并非用于限定本技术的保护范围。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有温控功能的一体式中精度光纤陀螺，其特征在于，包括：探测器、耦合器、Y波导、光纤环、SLD光源、热敏电阻RT以及半导体制冷片；经过封装的所述SLD光源和热敏电阻RT安装在第一基面上；半导体制冷片一面贴第一基面，另一面贴在底盖上，所述半导体制冷片同时对光纤环和SLD进行温控；所述Y波导和耦合器安装在第二基面上，第二基面设置在控制板和光纤环之间；所述控制板上焊接所述探测器；控制板上方设置顶盖；SLD光源、热敏电阻RT、半导体制冷片和Y波导的引出线焊接在控制板上；所述控制板上设置控制电路温度控制回路和解调控制回路。2.如权利要求1所述的一种具有温控功能的一体式中精度光纤陀螺，其特征在于，第一基面和第二基面分别打两个穿孔，分别用于走尾纤和走线；SLD光源、热敏电阻RT、半导体制冷片和Y波导的引出线通过穿孔焊接在控制板上。3.如权利要求1或2所述的一种具有温控功能的一体式中精度光纤陀螺，其特征在于，所述温度控制回路，用于根据热敏电阻RT的电阻值，对所述半导体制冷片进行温控，最终使得SLD电源和光纤环工作在一个稳定的温度环境中；所述解调控制回路用于解算光纤陀螺敏感到的角速度信息。4.如权利要求1或2所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵欣，可伟，张红杰，李晓霞，朱福祥，冯岩，
申请(专利权)人：河北汉光重工有限责任公司，
类型：新型
国别省市：