【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及惯性测量，具体而言，涉及一种轻量化的光纤陀螺惯性测量系统。
技术介绍
1、在国防武器装备技术体系中，惯性技术是唯一同时具有自主、实时、连续、隐蔽、不受干扰，无时间、地点、环境限制的运动信息感知技术，是天基、空基、海基和陆基机动装备导航定位、制导控制、稳瞄稳像、姿态测量和过载传感的核心技术，是现代精确打击武器的关键信息源之一，是武器平台总体、精确制导、探测定位、信息感知、信息系统综合、高效打击等关键技术的重要组成部分。其产品研制难度大、周期长、成本高，是武器系统发展的瓶颈技术之一，是急需重点突破的国防关键技术。
2、惯性测量单元主要功能如下：实时测量弹体3个坐标轴方向的视速度增量和角度增量；实时测量绕弹体3个坐标轴的角速度；定时输出数字量测量信息和系统同步时钟信号；具备仿真数字量的存储和输出功能；具备自检测、自诊断功能，并以数字量形式输出状态信息。
3、整体来看，惯性测量单元始终具有“高精度”和“小型化”的整体发展趋势。本专利技术在惯性测量单元设计方面，通过综合考虑体积、重量、性能、成本等因素，选用三轴一体光纤陀螺组合，陀螺电路高度集成化，减少了陀螺的电路结构重量，加表内嵌在光纤环中，减少加表占用的体积空间。在此基础上，又进行了系统减震设计、温度场分析、七性设计等，开展了样机研制，惯性测量装置陀螺精度达到0.005°/h，加表精度达到50ug，惯性测量装置的体积仅为158mm×158mm×108mm，重量仅为4kg。
4、光纤惯性测量单元是惯性导航控制系统的核心组件，用于测量载体坐
技术实现思路
1、为解决现有技术体积和重量较大的缺点，与本专利技术同等精度的惯性测量单元(陀螺精度达到0.005°/h，加表精度达到50ug)，体积通常约200mm×200mm×180mm，重量约10kg的问题，本专利技术提供了一种轻量化的光纤陀螺惯性测量系统。
2、第一方面，本专利技术提供了一种轻量化的光纤陀螺惯性测量系统，包括：
3、三轴一体化光纤陀螺组合、石英挠性加速度计及本体结构，所述三轴一体化光纤陀螺组合与石英挠性加速度计均固定于所述本体结构上；
4、所述三轴一体化光纤陀螺组合具有光源组件、第一光纤耦合器、第一光纤传感模块、第二光纤传感模块、第三光纤传感模块及控制与处理电路；
5、所述第一光纤耦合器具有第一输入端，第一输出端、第二输出端及第三输出端，所述光源组件与所述第一光纤耦合器的第一输入端光连接，所述第一光纤传感模块与所述第一光纤耦合器的第一输出端光连接，所述第二光纤传感模块与所述第一光纤耦合器的第二输出端光连接，所述第三光纤传感模块与所述第三光纤耦合器的第三输出端光连接，所述第一光纤传感模块、第二光纤传感模块及第三光纤传感模块均与所述控制与处理电路电连接。
6、在一些实施例中，所述第一光纤传感模块具有第二光纤耦合器、第一光纤陀螺敏感环及第一光纤探测器，所述第二光纤耦合器具有第二输入端、第四输出端及第一综合功能端，所述第一光纤耦合器的第一输出端与所述第二光纤耦合器的第二输入端光连接，所述第一光纤陀螺敏感环与所述第二光纤耦合器的第一综合功能端光连接，所述第一光纤探测器的输入端与所述第二光纤耦合器的第四输出端光连接，所述第一光纤探测器的输出端与所述控制与处理电路电连接。
7、在一些实施例中，所述第二光纤传感模块具有第三光纤耦合器、第二光纤陀螺敏感环及第二光纤探测器，所述第三光纤耦合器具有第三输入端、第五输出端及第二综合功能端，所述第一光纤耦合器的第二输出端与所述第三光纤耦合器的第三输入端光连接，所述第二光纤陀螺敏感环与所述第三光纤耦合器的第二综合功能端光连接，所述第二光纤探测器的输入端与所述第三光纤耦合器的第五输出端光连接，所述第三光纤探测器的输出端与所述控制与处理电路电连接。
8、在一些实施例中，所述第三光纤传感模块具有第四光纤耦合器、第三光纤陀螺敏感环及第三光纤探测器，所述第二光纤耦合器具有第四输入端、第六输出端及第三综合功能端，所述第一光纤耦合器的第三输出端与所述第四光纤耦合器的四输入端光连接，所述第三光纤陀螺敏感环与所述第四光纤耦合器的第三综合功能端光连接，所述第三光纤探测器的输入端与所述第四光纤耦合器的第六输出端光连接，所述第三光纤探测器的输出端与所述控制与处理电路电连接。
9、在一些实施例中，所述第一光纤陀螺敏感环包括第一y波导与第一光纤传感环圈；
10、所述第二光纤陀螺敏感环包括第二y波导与第二光纤传感环圈；
11、所述第三光纤陀螺敏感环包括第三y波导与第三光纤传感环圈。
12、在一些实施例中，所述第一光纤传感环圈的形状与所述第二光纤传感环圈的形状及所述第三光纤传感环圈的形状相同，所述第一光纤传感环圈的尺寸与所述第二光纤传感环圈的尺寸及所述第三光纤传感环圈的尺寸相等。
13、在一些实施例中，还包括控制板与接口板，所述控制板与接口板之间设置有板间连接器；
14、所述控制与处理电路包括dsp及其外设电路、fpga及其外设电路、数字接口电路及电源变换电路，所述dsp及其外设电路与所述fpga及其外设电路均设置于所述控制板上，所述dsp及其外设电路和所述fpga及其外设电路均与所述板间连接器通信连接，所述数字接口电路与所述电源变换电路均设置于所述接口板上，所述数字接口电路和所述电源变换电路均与所述板间连接器通信连接。
15、在一些实施例中，所述dsp及其外设电路具有dsp模块与并口flash模块，所述fpga及其外设电路具有fpga模块与串行flash模块；
16、所述控制板上还设置有rs485控制器，所述rs485控制器与所述板间连接器通信连接；
17、其中，所述dsp模块与所述rs485控制器之间具有第一通信连接，所述dsp模块与所述fpga模块之间具有第二通信连接，所述并口flash模块与所述rs485控制器之间具有第三通信连接，所述并口flash模块与所述fpga模块之间具有第四通信连接，所述串行flash模块与所述fpga模块之间具有第五通信连接，所述fpga模块与所述板间连接器通信连接。
18、在一些实施例中，所述数字接口电路具有第一隔离电路模块、第二隔离电路模块、rs485接口、第一rs422接口、第二rs422接口、陀螺组合通信接口及i/f转换电路通信接口，所述电源变换电路具有电源转换模块；
19、所述接口板上还设置有电阻分压模块，所述电阻分压模块与所述板间连接本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种轻量化的光纤陀螺惯性测量系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种轻量化的光纤陀螺惯性测量系统，其特征在于，所述第一光纤传感模块具有第二光纤耦合器、第一光纤陀螺敏感环及第一光纤探测器，所述第二光纤耦合器具有第二输入端、第四输出端及第一综合功能端，所述第一光纤耦合器的第一输出端与所述第二光纤耦合器的第二输入端光连接，所述第一光纤陀螺敏感环与所述第二光纤耦合器的第一综合功能端光连接，所述第一光纤探测器的输入端与所述第二光纤耦合器的第四输出端光连接，所述第一光纤探测器的输出端与所述控制与处理电路电连接。
3.根据权利要求2所述的一种轻量化的光纤陀螺惯性测量系统，其特征在于，所述第二光纤传感模块具有第三光纤耦合器、第二光纤陀螺敏感环及第二光纤探测器，所述第三光纤耦合器具有第三输入端、第五输出端及第二综合功能端，所述第一光纤耦合器的第二输出端与所述第三光纤耦合器的第三输入端光连接，所述第二光纤陀螺敏感环与所述第三光纤耦合器的第二综合功能端光连接，所述第二光纤探测器的输入端与所述第三光纤耦合器的第五输出端光连接，所述第三光纤探测器的输出端与所述控制
4.根据权利要求3所述的一种轻量化的光纤陀螺惯性测量系统，其特征在于，所述第三光纤传感模块具有第四光纤耦合器、第三光纤陀螺敏感环及第三光纤探测器，所述第二光纤耦合器具有第四输入端、第六输出端及第三综合功能端，所述第一光纤耦合器的第三输出端与所述第四光纤耦合器的四输入端光连接，所述第三光纤陀螺敏感环与所述第四光纤耦合器的第三综合功能端光连接，所述第三光纤探测器的输入端与所述第四光纤耦合器的第六输出端光连接，所述第三光纤探测器的输出端与所述控制与处理电路电连接。
5.根据权利要求4所述的一种轻量化的光纤陀螺惯性测量系统，其特征在于，所述第一光纤陀螺敏感环包括第一Y波导与第一光纤传感环圈；
6.根据权利要求5所述的一种轻量化的光纤陀螺惯性测量系统，其特征在于，所述第一光纤传感环圈的形状与所述第二光纤传感环圈的形状及所述第三光纤传感环圈的形状相同，所述第一光纤传感环圈的尺寸与所述第二光纤传感环圈的尺寸及所述第三光纤传感环圈的尺寸相等。
7.根据权利要求1所述的一种轻量化的光纤陀螺惯性测量系统，其特征在于，还包括控制板与接口板，所述控制板与接口板之间设置有板间连接器；
8.根据权利要求7所述的一种轻量化的光纤陀螺惯性测量系统，其特征在于，所述DSP及其外设电路具有DSP模块与并口FLASH模块，所述FPGA及其外设电路具有FPGA模块与串行FLASH模块；
9.根据权利要求7所述的一种轻量化的光纤陀螺惯性测量系统，其特征在于，所述数字接口电路具有第一隔离电路模块、第二隔离电路模块、RS485接口、第一RS422接口、第二RS422接口、陀螺组合通信接口及I/F转换电路通信接口，所述电源变换电路具有电源转换模块；
10.根据权利要求1所述的一种轻量化的光纤陀螺惯性测量系统，其特征在于，所述石英挠性加速度计由表头和伺服电路组成，所述表头包括整体石英挠性检测质量摆组件、上下力矩器、腹带及隔离环，所述伺服电路包括基准三角波发生器、差动电容检测器、电流积分器、跨导补偿放大器及电压调节器。
...【技术特征摘要】
1.一种轻量化的光纤陀螺惯性测量系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种轻量化的光纤陀螺惯性测量系统，其特征在于，所述第一光纤传感模块具有第二光纤耦合器、第一光纤陀螺敏感环及第一光纤探测器，所述第二光纤耦合器具有第二输入端、第四输出端及第一综合功能端，所述第一光纤耦合器的第一输出端与所述第二光纤耦合器的第二输入端光连接，所述第一光纤陀螺敏感环与所述第二光纤耦合器的第一综合功能端光连接，所述第一光纤探测器的输入端与所述第二光纤耦合器的第四输出端光连接，所述第一光纤探测器的输出端与所述控制与处理电路电连接。
3.根据权利要求2所述的一种轻量化的光纤陀螺惯性测量系统，其特征在于，所述第二光纤传感模块具有第三光纤耦合器、第二光纤陀螺敏感环及第二光纤探测器，所述第三光纤耦合器具有第三输入端、第五输出端及第二综合功能端，所述第一光纤耦合器的第二输出端与所述第三光纤耦合器的第三输入端光连接，所述第二光纤陀螺敏感环与所述第三光纤耦合器的第二综合功能端光连接，所述第二光纤探测器的输入端与所述第三光纤耦合器的第五输出端光连接，所述第三光纤探测器的输出端与所述控制与处理电路电连接。
4.根据权利要求3所述的一种轻量化的光纤陀螺惯性测量系统，其特征在于，所述第三光纤传感模块具有第四光纤耦合器、第三光纤陀螺敏感环及第三光纤探测器，所述第二光纤耦合器具有第四输入端、第六输出端及第三综合功能端，所述第一光纤耦合器的第三输出端与所述第四光纤耦合器的四输入端光连接，所述第三光纤陀螺敏感环与所述第四光纤耦合器的第三综合功能端光连接，所述第三光纤探测器的输入端与所...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾勇，刘生攀，鲁勇，贾琳，王建辉，
申请(专利权)人：贵州航天控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。