[实用新型]光纤陀螺仪

说明书

本实用新型提供一种光纤陀螺仪，包括：微控制器以及依次电性连接的锁相器、激光调制发射器、光纤环、混频接收器和滤波放大器，所述锁相器、所述激光调制发射器、所述混频接收器、所述滤波放大器均与所述微控制器电性连接，所述锁相器还电性连接所述混频接收器。根据本实用新型的技术方案，通过采用光纤环传输原理和差频测相原理来实现测量转动角功能，代替相对昂贵的Y波导集成光学调制器，可降低光纤陀螺仪的成本，有利于该光纤陀螺仪的民用化推广。

技术领域

本实用新型涉及陀螺仪技术领域，尤其涉及一种光纤陀螺仪。

背景技术

光纤陀螺仪是基于Sagnac效应发展出来的一种角速率测量仪表，该光纤陀螺仪具有结构简单、耐冲击、动态范围大的技术优点，同时具有寿命长、可靠性高的使用效果，现已被广泛的应用在航空航天、机器人控制、石油煤炭开采等多个领域。

目前，市面上的光纤陀螺，其光路部分主要由5个器件组成，即光源、光纤耦合器、Y波导集成光学调制器、光纤环和光电探测器。然而，由于Y波导集成光学调制器相对比较昂贵，导致该光纤陀螺仪比较昂贵，无法进行民用化推广。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种光纤陀螺仪，通过采用差频测相原理来实现测量转动角，代替相对昂贵的Y波导集成光学调制器，有利于该光纤陀螺仪的民用化推广。

本实用新型实施例提供一种光纤陀螺仪，包括：微控制器以及依次电性连接的锁相器、激光调制发射器、光纤环、混频接收器和滤波放大器，所述锁相器、所述激光调制发射器、所述混频接收器、所述滤波放大器均与所述微控制器电性连接，所述锁相器还电性连接所述混频接收器；

所述锁相器用于产生驱动时钟信号和本振时钟信号，还输出同步时钟到所述微控制器；

所述激光调制发射器用于根据所述驱动时钟信号调制发射激光并将得到的调制激光导入所述光纤环；

所述混频接收器用于接收所述调制激光并与所述本振时钟信号进行混频，以输出混频信号；

所述微控制器用于对经过所述滤波放大器处理后的混频信号进行采样并根据得到的采样信号计算相位差及所述光纤环的转动角。

在上述光纤陀螺仪中，可选地，所述激光调制发射器包括驱动调制电路和激光二极管，所述驱动调制电路分别电性连接所述微控制器和所述锁相器，所述激光二极管电性连接所述驱动调制电路。

在上述光纤陀螺仪中，可选地，还包括：LED发光二极管，所述LED发光二极管电性连接所述驱动调制电路，所述驱动调制电路用于根据所述驱动时钟信号调制LED发射光，所述混频接收器还用于直接接收调制后的LED发射光。

在上述光纤陀螺仪中，可选地，所述混频接收器包括调理电路和外光电接收器，所述调理电路分别连接所述锁相器和所述外光电接收器，所述外光电接收器连接所述滤波放大器；

所述调理电路用于对所述本振时钟信号进行信号调理；

所述外光电接收器用于接收所述调制激光并与调理后的本振时钟信号进行混频。

在上述光纤陀螺仪中，可选地，所述外光电接收器包括电压偏置电路和光电二极管，所述电压偏置电路分别电性连接所述微控制器和所述光电二极管，所述光电二极管电性连接所述滤波放大器。

在上述光纤陀螺仪中，可选地，还包括：分光镜和内光电接收器，所述分光镜设于所述激光二极管和所述光纤环之间，所述内光电接收器分别电性连接所述调理电路和所述滤波放大器；

所述分光镜用于将所述调制激光分光成两路，一路导入所述光纤环，另一路由所述内光电接收器接收。

在上述光纤陀螺仪中，可选地，还包括：温度传感器，所述温度传感器设置在距离所述光电二极管的预设位置处；