[发明专利]一种光纤陀螺及抑制输出零偏随温度变化漂移的方法

权利要求书

1.一种光纤陀螺，包括陀螺壳体、光源、光电探测器以及同时连接光源和光电探测器的耦合器，所述的耦合器依次连接Y波导和光纤环圈，所述的光电探测器依次连接前置放大器、AD转换电路、信号处理与补偿电路、DA转换电路和驱动电路之后与Y波导连接以形成闭环结构，其特征在于：所述的光源为掺饵光纤光源。

2.根据权利要求1所述的一种光纤陀螺，其特征在于，所述的陀螺壳体内部安装有检测陀螺内部温度变化的温度传感器，所述的陀螺壳体外壁安装有检测环境温度变化的温度传感器。

3.根据权利要求2所述的一种光纤陀螺，其特征在于，所述的温度传感器为铂电阻PT1000。

4.一种抑制权利要求1中所述光纤陀螺输出零偏随温度变化漂移的方法，其特征在于：包括如下步骤：

a)、在输入端光源部分采用功率稳定度较高的掺铒光纤光源；

b)、通过信号处理与补偿电路对陀螺输出零偏随温度、温度变化率、温度梯度采用逐步回归分析法进行建立温度的非线性多项式模型；

c)、利用温度传感器与温度变化的关系，在输出端建立温度、温度梯度、温度变化率及其交叉项的非线性多项式模型，对陀螺全温变化范围内多温变速率下的输出零偏数据进行拟合，采用逐步回归分析法选择对陀螺漂移影响较大的因素，建立温度补偿的非线性多项式模型，并对系数进行求解，最终将模型系数固化在硬件电路内部，实现在不同应用环境下对陀螺输出零偏变化漂移的实时补偿，以减小陀螺输出零偏的漂移。

5.根据权利要求4所述的一种抑制光纤陀螺输出零偏随温度变化漂移的方法，其特征在于，所述的步骤a)中，采用截断方法分别对多种不同长度的掺铒光纤进行实验，通过改变驱动电流，并改变泵浦源的功率，调节掺饵光纤光源的中心波长，并兼顾此时光源输出的光功率及光功率稳定性，裁减掺饵光纤的长度，在测试每一掺铒光纤长度时，观察泵浦源功率改变对光源输出所造成的影响，以找到满足光源输出的中心波长，实现光功率最大且稳定性最佳的光源输出。

6.根据权利要求4所述的一种抑制光纤陀螺输出零偏随温度变化漂移的方法，其特征在于，所述的建立非线性多项式模型步骤如下：

初步将与温度有关的输入自变量最高取到2阶，即

x₁＝T₁；x₂＝T₁²；x₃＝T₂-T₁；x₄＝(T₂-T₁)²；x₅＝dT₁/dt；x₆＝(dT₁/dt)²；x₇＝T₁(T₂-T₁)；x₈＝T₁(dT₁/t)；x₉＝(T₁-T₂)·dT₁/t；

其中T₁表示陀螺内壁传感器输出的温度数据，T₂为光纤环圈外壁温度，

此时温度补偿的模型的求解转化为多元线性回归问题，对应的回归方程为：

其中随机误差ε包含了影响y的其它因素，y应大致服从均值为零的正态分布，应当将尽可能多的温度变化情况下陀螺的输出数据作为样本进行建模。