光纤陀螺仪
系统设计:DC检测方法[1]
{6~l$ hNd}Y'%V 使用理想元件,输出
光电流(I)为
S6AU[ASY.
o]p|-<I Q JXu$ew>q 其中
φs 是萨格纳克相移 , Io 是以零角速度情况计算出的电流
Xt#4/>dlR
F$hYKT2| "Q?k'^@ P 是
光源光功率, σ 是光电检测器的响应度(在我们的案例中等于1)。在等式(2)中将光功率除以2是因为在耦合器处功率损失了一半。 一旦
φs 确定了, 我们可以计算
t$A%*JBKm
4qYUoCR& v0YG,)_ 其中 L 是
光线长度, D 是环直径, λ 是光源
波长,由此来确定环路Ω 的角速度。注意,由于等式(1)具有余弦,因此直流技术无法区分正负速度。
yRiP{$E 图1 FOG DC检测布局
JM\m)RH0 光纤陀螺仪系统设计:相位调制方法[1]
GF5^\Rf aMvI?y { 当尝试测量非常低的角旋转速率时,DC方法不是很准确,所以通常使用相位调制技术。 对于该设置,光检测信号
i}o[- S4 2c:#O%d( *
;Cy=J+ 将相位调制器幅度选择到+/-0.9 rad ,给出最大化J1(Φm) = 0.581517 的项Φm = 1.8 。提取调制频率ωm的余弦级数
NsJ(`zk: "B8"_D& ,iv|Pq$! 公式3得到角速度。我们可以重新排列找到φ_𝑠,然后再次使用公式(3)找到角速度。 注意,在这种情况下,由于等式(5)具有正弦关系,所以我们可以确定角速度的大小和方向。另外,在这种情况下, 在等式(2)中,零速电流不是𝐼_𝑜=𝜎𝑃/2 而是 𝐼_𝑜=𝜎𝑃/8因为在光到达光电二极管的时候,其功率已经被耦合器减半了三次。
^pe{b9c 图2 OptiSystem设计的调制技术原理图(资料来源:REF)(注:光纤偏振器未包含在设计中) q7-L53.x
EoxQ
*/ 对于以下的OptiSystem设计,角速度已设置为7.27e-5rad / s(地球的转速)。 I-FOG的设置显示在红色框中(在全局
参数下)。 通过使用相移分量来应用萨格纳克相移,计算如下:
jMN[J|us51
9 `w) hQDTS>U 在这里,我们根据前面的方程,使用C ++组件来计算角速度。 测得的角速度(在C ++组件下显示为结果)为7.29e-5rad / s。
YI.w-K\ 图3 FOG 相位调制
`A,g] 1C: LbZ:&/t^y8 [1]
http://www.jgorasia.com/Files/Spring10/Instrumentation/FOGreport.pdf (Accessed 24 Jan 2017).
[_.5RPJP8 ;x8k[p~2 对
软件感兴趣的,可以联系-讯技光电17621763047