[发明专利]一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪

说明书

本发明涉及一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪结构，安装底座、光纤环安装组件、安装法兰和上端盖自下而上依次连接，陀螺仪数字电路板、分束器和Y波导通过固定在安装法兰上；光纤环安装组件中，光纤环底座和光纤环上盖通过激光封焊工艺形成环形腔，用于安装光纤环；陀螺仪模拟电路、温度传感器和光源通过固定于安装底座上。本发明通过对结构及所用材料进行设计，实现了结构布局小型化和轻质化，减小了光纤陀螺仪的尺寸和重量，使得陀螺仪整体结构紧凑，布局合理，装配工艺性良好，体积小；采用激光封焊技术，减少磁泄露；优化散热路径，减小热源对热敏感核心部件的干扰，降低了光纤陀螺仪输出的温度漂移，提高了陀螺仪输出的一致性和温度稳定性。

技术领域

本发明涉及光纤陀螺仪结构设计技术，具体涉及一种环境适应性较好的轻小型光纤陀螺仪结构，属于光纤陀螺仪技术领域。

背景技术

陀螺仪是各类惯性测量系统的核心器件，用于敏感载体相对惯性空间的角运动，测量载体的角位移和角速度。

光纤陀螺作为新一代惯性器件，基于狭义相对论和Sagnac效应，采用全固态结构及光机电一体化技术，无旋转部件和摩擦部件，精度应用覆盖范围广，快速响应，动态范围大、环境适应性强、功耗较低，结构简单，原理上具有可靠性高、寿命长、启动时间短的优点。正逐渐取代机械式陀螺仪成为惯性导航、姿态控制等系统的关键部件。

针对空间技术和武器装备等对惯性导航测量系统的精度、体积、重量、环境适应性越来越高的需求，需要研制一种环境适应性较好的轻小型光纤陀螺仪，使其满足当前及今后的迫切需求，促进我国武器装备和空间技术的发展。

研制一种环境适应性较好的轻小型光纤陀螺仪的关键技术包括在保证光纤陀螺仪环境适应性的基础上，同时实现结构的轻小型化，目前尚未见上述技术的相关实现方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，通过对其结构形式及所用材料进行设计，使陀螺仪整体结构紧凑，布局合理，装配工艺性良好，体积小，在结构刚度较好的前提下，陀螺仪整体达到了重量仅有200g的要求；采用激光封焊技术，将光纤环底座和光纤环上盖激光封焊成一体，减少磁泄露；优化主要发热器件的散热路径，减小热源对热敏感核心部件的干扰，降低了光纤陀螺仪输出的温度漂移，提高了陀螺仪输出的一致性和温度稳定性。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，包括陀螺仪数字电路板、陀螺仪模拟电路板、光源、Y波导、探测器、光纤环、分束器和温度传感器，其特征在于，还包括：上端盖、光纤环安装组件、安装法兰和安装底座；所述安装底座、光纤环安装组件、安装法兰和上端盖自下而上依次可拆卸连接；

所述探测器固定安装于陀螺仪数字电路板下表面；陀螺仪数字电路板、Y波导和分束器设于安装法兰与上端盖之间所形成的空间中；

所述光纤环安装组件包含光纤环上盖和光纤环底座，光纤环上盖与光纤环底座形成封闭的环形空腔，所述环形空腔内部固定安装光纤环；

所述温度传感器、陀螺仪模拟电路板和光源设于所述安装底座内部。

进一步的，安装法兰设有凹槽，凹槽底面设有向上凸起的限位面，限位面包含限位面A以及设有第一圆柱形支柱的限位面B；

陀螺仪数字电路板利用所述第一圆柱形支柱固定安装于安装法兰凹槽内，所述限位面A承载陀螺仪数字电路板并对其进行限位；

安装法兰凹槽底面设有与探测器相匹配的开口；探测器固定安装于陀螺仪数字电路板下表面并通过所述开口穿出凹槽底面；

Y波导和分束器分别安装于安装法兰凹槽底面所设的波导安装槽和分束器安装槽中。