[发明专利]一种适用于光纤陀螺的偏置温度误差测试与补偿系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种温度测试系统，更特别地说，是指一种适用于光纤陀螺的偏置温度误差测试与补偿系统。

背景技术

干涉型光纤陀螺是一种测量角速度的仪器，其硬件包括光源1、耦合器2、Y波导3、光纤环4、探测器5和信号处理装置6组成(请参见图1所示)。所述的光纤环4是在骨架41上缠绕保偏光纤43形成，骨架41的中心为套筒42(请参见图1B所示)。所述的信号处理装置6包括用于检测探测器5输出的光功率信号的检测电路61、A/D转换器62、中心处理器63、D/A转换器64和放大调理电路65组成(请参见图1A所示)。干涉型光纤陀螺对角速度的测量是通过在光纤环4中传播的两束相向的光在光纤陀螺自身的转动中，引起的非互易相位差的大小来表征的。陀螺是敏感相对于惯性空间角运动的装置。它作为一种重要的惯性敏感器，用于测量运载体的姿态角和角速度，是构成惯性系统的核心器件。应用在飞行器导航、舰船导航和陆用导航中。

温度漂移是影响光纤陀螺工程应用的重要因素。光纤折射率、光波长、光纤环几何尺寸、光源输出功率和电路增益等参数都对温度敏感，因此，光纤陀螺精度不可避免地要受到温度的很大影响。

对于体积较小的中精度光纤陀螺来说，从机理上消除温度漂移难度很大，而温度漂移建模补偿是一个简单、快捷的解决方法。可以很好的补偿光纤陀螺受温度影响而产生的漂移，使陀螺精度有很大提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于光纤陀螺的偏置温度误差测试与补偿系统，该偏置温度误差测试与补偿系统通过三个温度传感器分别对光源1、光纤环4在工作时的环境温度进行采集，将采集得到的三个温度进行温度平均值T求取，然后对温度平均值T、以及光纤环内外温度差ΔT进行移位和乘积累加存取处理获得温度影响下的偏置角速度最后用A/D转换器62输出的角速度Ω₀减去偏置角速度获得光纤陀螺经补偿后的角速度Ω。

在本发明中，第一温度T₁、第二温度T₂和第三温度T₃均是在光纤陀螺工作时采集的工作环境温度。第一温度T₁是指A温度传感器7采集的光源1的工作环境温度。第二温度T₂是指B温度传感器8采集的骨架41上的工作环境温度。第三温度T₃是指C温度传感器9采集的套筒42壁上的工作环境温度。

本发明偏置温度误差测试与补偿系统的优点在于：通过三个工作环境温度之间的平均值，以及光纤环的内外温度差值与多元线性回归模型的逐步处理方式，得光纤陀螺输出的角速度精度得到提高。

附图说明

图1是用于测试光纤陀螺在工作状态下的温度采集结构示图。

图1A是中心处理器的结构图。

图1B是两个温度传感器与光纤环的安装位置简示图。

图2是本发明温度平均—移位和乘积累加存取模块的结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。

本发明偏置温度误差测试与补偿系统是用于对现有光纤陀螺中温度造成的光纤陀螺输出角速度误差的补偿处理，在补偿过程中，首先采集光纤陀螺不同位置处的温度(第一温度T₁、第二温度T₂和第三温度T₃)并对采集得到的温度进行温度平均值T求取，然后对温度平均值T、以及光纤环内外温度差ΔT进行移位和乘积累加存取处理获得温度影响下的偏置角速度最后用A/D转换器62输出的角速度Ω₀减去偏置角速度获得光纤陀螺经补偿后的角速度Ω。

三个温度传感器的布置(参见图1、图1B所示)：A温度传感器7安装在光源1上，A温度传感器7的输出端与信号处理装置6连接，即信号处理装置6接收由A温度传感器7输出的第一温度T₁；B温度传感器8安装在光纤环4的骨架41上，B温度传感器8的输出端与信号处理装置6连接，即信号处理装置6接收由B温度传感器8输出的第二温度T₂；C温度传感器9安装在光纤环4的套筒42内壁上，C温度传感器9的输出端与信号处理装置6连接，即信号处理装置6接收由C温度传感器9输出的第三温度T₃。光纤环4的内外温度差ΔT＝|T₂-T₃|。

在光纤陀螺中，中心处理器63一般采用DSP处理器芯片。本发明人采用汇编语言(CCS3.1版本)在DSP处理器芯片上编写出温度平均—移位和乘积累加存取模块。