[发明专利]用于光纤陀螺磁影响系统的通电螺线管

说明书

技术领域

本发明属于电磁系统装置领域，用于测量磁场对光纤陀螺输出信号的影响，也可用于测量磁场对精密小型仪器仪表输出信号的影响。 

背景技术

光纤陀螺是一种新型惯性器件，以光的Sagnac效应为理论基础，用于测量载体的角速率。光是一种电磁波，光纤陀螺由于外界磁场引起的光纤环非互易性相位漂移（Fraday效应），理论上严重影响到光纤陀螺输出精度，特别对高精度光纤陀螺的输出信号影响很大。于是在工程化方面就要求建立磁场环境对光纤陀螺输出信号进行分析，寻找影响因素，提供设计改进的依据。为此，发明一种测量磁场对光纤陀螺输出影响的装置。 

发明内容

发明目的：提供一种测量磁场对光纤陀螺输出信号影响的装置，用于测量不同磁场环境下光纤陀螺输出的变化。 

技术方案：一种用于光纤陀螺磁影响系统的通电螺线管，具有光纤陀螺，其特征是光纤陀螺轴向或径向安装于两分半套筒中，并且一起内嵌在一个外部绕有线圈的通电螺线管中。 

本发明根据电磁原理，设计一通电螺线管，螺线管长度为L，半径为r,单位长度的匝数为n,如图1所示。通以恒定的直流电流，改变直流电流的大小，可以得到一定范围内非常近似的均匀磁场。 

光纤陀螺根据测试要求，须沿X、Y、Z三个轴向进行测试，如图3所示。设计一个套筒图1，由两个半圆部分组成，光纤陀螺通过螺丝固定可轴向（X、Y轴）、径向（Z轴）安装在套筒中，然后内嵌在螺线管内，使磁场方向分别与三个轴向平行，如图3、图4、图5所示。改变直流电流的大小，即可调节螺线管磁场的大小。通过专用测试设备采集光纤陀螺数据，用于分析不同磁场下对光纤陀螺输出信号的影响，如图6所示。 

发明效果：该测量装置具有设计结构简单，符合光纤陀螺测试要求的特点。光纤陀螺轴向（X、Y轴）、径向（Z轴）安装方便，连线便捷，易于操作，具有测量准确度高的特点。 

附图说明

图1为 用于径向（X、Y轴）或者轴向（Z轴）安装光纤陀螺的两分半套筒结构示意图。 

图2为通电螺线管装置示意图。 

图3为光纤陀螺示意图。 

图4为轴向（Z轴）安装光纤陀螺的示意图。 

图5为径向（X、Y轴）安装光纤陀螺的示意图。 

图6为使用本发明的光纤陀螺磁影响系统装置示意图。 

具体实施方式

光纤陀螺通过螺钉固定的方式轴向（Z轴）或径向（X、Y轴）安装于两分半套筒（如图1）中，然后内嵌在通电螺线管中（如图2），从通电螺线管端面向里看，图4、5所示分别为轴向（Z轴）和径向 （X、Y轴）安装。光纤陀螺轴向或径向安装于两分半套筒中，并且一起内嵌在一个外部绕有线圈的通电螺线管中。安装光纤陀螺的两分半套筒内设有轴向安装定位座和径向安装定位座。所述通电螺线管长度L和半径r之间比例关系为：r/L=0.1～0.2；且r和L的尺寸同时大于被测的光纤陀螺最大尺寸。n与r和L无直接的对应关系，只与其导线的特性、与通过的电流相关。 

本装置的工作状态如图6所示，其中，1、安装光纤陀螺的通电螺线管，用于提供近似均匀磁场的环境；2、恒流源，用于提供恒定的电流，改变通电螺线管电流的大小，达到调节磁场大小的效果；3、光纤陀螺专用测试设备，用于采集在光纤陀螺数据输出并存储；4、显示器，用于显示光纤陀螺输出图谱信息。 

按图6所示连接方式，即恒流源正负极与通电螺线管的线圈两端分别相连接，遵循右手法则，产生螺线管轴向的磁场。光纤陀螺根据安装要求，固定在通电螺线管内，光纤陀螺输出接口与专用测试设备连接，专用测试设备再连接到显示器。接口连接完成后，通过控制恒流源直流电流，调节磁场大小，采集光纤陀螺信号在显示器输出图谱信息，记录数据，分析磁场对光纤陀螺输出影响。