結構材料對光纖陀螺動態性能的影響

劉海霞 蔣鷂飛 宋凝芳 潘 雄

(北京航空航天大學 儀器科學與光電工程學院，北京100191)

光纖陀螺(FOG，Fiber-Optic Gyroscope)與傳統機械陀螺相比，是一種新型全固態陀螺，不含轉動部件，具有啟動快、測量范圍大、可靠性高、抗電磁干擾能力強等明顯優勢，其應用領域不斷擴大.近年來，動態應用條件下同時兼備輕質量和高輸出精度成為輕小型光纖陀螺追求的極致［1］.理論上講，光纖陀螺的全固態結構、無旋轉活動部件的特點決定了它應具有抗沖擊、抗振動能力強、可靠性高的優點.然而由于陀螺結構的限制和安裝技術，在振動下會產生結構諧振使光纖線圈應力改變，導致陀螺輸出一個與Sagnac相移難以區分的相位差，從而產生測量誤差.因此，對于輕小型陀螺而言，要具有高的動態性能更加不易.

提高光纖陀螺振動性能屬于光纖陀螺工藝核心，目前對光纖陀螺振動特性做了比較多的研究.文獻［2］提出通過固化光纖環及尾纖、優化器件布局以及改進閉環控制，實現陀螺在振動條件下動態精度接近靜態指標，文獻［3］提出在光纖環使用固膠來改善光纖環的振動性能，文獻［4］提出對環圈骨架的薄弱環節進行改進設計，使陀螺諧振點遠離使用環境振動的頻率，文獻［5］提出采用機械減振系統和高性能數據濾波結合組成抗振系統等.以上文獻通過加厚殼體外壁、優化器件布局、灌膠固封關鍵光電器件、外加減振系統等，一定程度上增強了陀螺的抗振性能，但并不利于光……