[发明专利]一种光纤陀螺的标度因数温度补偿方法及系统

说明书

本发明涉及一种光纤陀螺的标度因数温度补偿方法及系统，该方法通过获取预存的温度补偿列表并检测当前环境温度，从所述温度补偿列表中查找出当前环境温度所对应的标度因数，并将查找出的标定因素，作为当前环境温度下所述光纤陀螺补偿后的标度因数，由于温度补偿列表中可以存储不同温度值下的标度因数，解决了现有技术中因为通过多项式拟合的方法，无法达到更宽的温度范围，导致标度因数补偿精度不足的问题，用户体验度好、满意度高。

技术领域

本发明涉及光纤陀螺技术领域，具体涉及一种光纤陀螺的标度因数温度补偿方法及系统。

背景技术

光纤陀螺中，光纤环是由几百甚至几千米的光纤绕制而成，最终形成一定直径大小的中空圆柱体。光纤陀螺是通过检测相位得到载体旋转角速率，二者之间的换算系数被称为标度因数，标度因数与光源的波长、光纤环的长度和直径相关。实际应用中，标度因数会随着温度发生变化，影响了光纤陀螺的使用精度。在工程应用中，需要对标度因数进行温度补偿，从而提高其稳定性。

根据闭环光纤陀螺仪的原理，Sagnac相移Δφ与输出角速率Ω之间对应关系式：

式中：

λ——光源的平均波长，为1550nm；

c——真空中的光速，为3×108m/s；

L——光纤长度；

D——光纤传感环圈的平均直径。

公式(1)中，可认为是陀螺的标度因数。通常情况下，随着温度变化，光纤长度L和光纤传感环圈的平均直径D都会随之变化，是光纤陀螺标度因数变化的主要因素，二者的乘积变化率可以达到3000ppm，对于高精度光纤陀螺而言，这种变化严重影响了陀螺的使用精度，必须进行温度补偿。

现有技术下，温度补偿的方法是通过试验的方法，预先测试光纤陀螺随温度变化的规律，通过多项式拟合的方法进行补偿，该种方法的不足之处是：通过多项式拟合的方法，无法达到更宽的温度范围，测试的覆盖性不足，因此，无法预先进行温度条件模拟。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光纤陀螺标度因数宽温域温度补偿的方法，以解决现有技术中，因为通过多项式拟合的方法，无法达到更宽的温度范围，导致标度因数补偿精度不足的问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种光纤陀螺的标度因数温度补偿方法，包括：

获取预存的温度补偿列表，所述温度补偿列表中存储有不同温度下光纤陀螺仪的标度因数；

检测当前环境温度；

从所述温度补偿列表中查找出当前环境温度所对应的标度因数，并将查找出的标定因素，作为当前环境温度下所述光纤陀螺补偿后的标度因数。

优选地，所述方法，还包括：

测量不同温度点下，光纤陀螺的光纤长度和光纤环圈的平均直径；

根据所述光纤长度和平均直径，计算不同温度点下，所述光纤陀螺的标度因数；

将所有温度点及每个温度点下的标度因数对应存储在温度补偿列表中。

优选地，所述光纤陀螺的光纤按照对称方式绕制，光纤与光纤之间的空隙填充胶粘剂，对这种复合材料构成的光纤环，根据光纤和胶粘剂的模量、膨胀系数参数，测量不同温度点下，光纤环圈的平均直径。

优选地，所述方法，还包括：

划定一温度范围；

按预设温度步长，提取所述温度范围内的多个温度点；

所述测量不同温度点下，光纤陀螺的光纤长度和光纤环圈的平均直径，具体为：