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光纤陀螺仪的发展现状 被引量:25
1
作者 周海波 刘建业 +1 位作者 赖际舟 李荣冰 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2005年第6期1-3,共3页
根据光纤陀螺仪的工作原理和特点,光纤陀螺仪具有不同的分类。介绍了国外光纤陀螺仪的现状,预测了近期和长远的发展趋势,旨在对我国的光纤陀螺技术的发展能有所帮助。
关键词 光纤陀螺仪 萨格纳效应 干涉型 谐振式 布里渊式
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干涉型光纤陀螺的性能评价 被引量:8
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作者 赖际舟 刘建业 +1 位作者 林雪原 熊智 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2004年第9期31-34,共4页
为了减少干涉型光纤陀螺(IFOG)的误差并提高其精度,需要首先对陀螺仪进行性能评估,了解内部影响其性能的各种误差源。Allan方差分析是一种评估IFOG性能的有效方法,能对陀螺的各种误差源进行辨识。分析了目前国内常用的光纤陀螺性能评价... 为了减少干涉型光纤陀螺(IFOG)的误差并提高其精度,需要首先对陀螺仪进行性能评估,了解内部影响其性能的各种误差源。Allan方差分析是一种评估IFOG性能的有效方法,能对陀螺的各种误差源进行辨识。分析了目前国内常用的光纤陀螺性能评价方法,对Allan方差法在光纤陀螺的性能分析中的原理与作用进行了深入研究,并且提出了基于Allan方差法的FCST(fastclustersamplingtechnique)快速算法。最后,通过对实际干涉型光纤陀螺的采样数据进行了不同分析方法的性能评价,得出了令人满意的结论。 展开更多
关键词 干涉型光纤陀螺 性能评价 Allan方差法
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非理想闭环光纤陀螺零偏与光功率的关系 被引量:6
3
作者 米剑 张春熹 +1 位作者 李铮 邬战军 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期672-675,共4页
理论分析了非理想工作状态下闭环光纤陀螺的输出与探测光功率的关系.实验研究了探测光功率发生变化时,由电路误差导致的闭环光纤陀螺附加零偏的变化特性,明确指出了两者之间的关系.探讨了光路缺陷导致的附加零偏与光功率的关系,指出在... 理论分析了非理想工作状态下闭环光纤陀螺的输出与探测光功率的关系.实验研究了探测光功率发生变化时,由电路误差导致的闭环光纤陀螺附加零偏的变化特性,明确指出了两者之间的关系.探讨了光路缺陷导致的附加零偏与光功率的关系,指出在作者实验室目前的技术条件下,观察不到由光路缺陷导致的附加零偏与光功率的关系,但不能肯定光路缺陷导致的附加零偏与光功率一定无关. 展开更多
关键词 导波光学 闭环干涉型光纤陀螺 零偏 光功率
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光纤陀螺仪基本原理与分类 被引量:13
4
作者 刘兰芳 陈刚 金国良 《现代防御技术》 北大核心 2007年第2期59-64,共6页
介绍了光纤陀螺仪的基本原理及其分类方法,对干涉型光纤陀螺(I-FOG)、谐振型光纤陀螺(R-FOG)和受激布里渊散射型光纤陀螺(B-FOG)的工作原理、结构类型、主要优缺点及其改善性能的途径和发展趋势进行了分析。
关键词 光纤陀螺 萨格奈克效应 干涉式光纤陀螺 谐振腔光纤陀螺 布里渊型光纤陀螺
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干涉式光纤陀螺仪温漂误差补偿系统的设计 被引量:7
5
作者 程建华 齐兵 赵琳 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1383-1389,共7页
针对干涉式光纤陀螺仪温漂误差补偿准确性不高的问题,设计了基于RBF神经网络的改进型温漂误差补偿系统。根据对热致非互易相位延迟的深入分析,对不同条件下的热致非互异性相位延迟进行了定性的分析和定量的仿真;建立了基于温度、温度变... 针对干涉式光纤陀螺仪温漂误差补偿准确性不高的问题,设计了基于RBF神经网络的改进型温漂误差补偿系统。根据对热致非互易相位延迟的深入分析,对不同条件下的热致非互异性相位延迟进行了定性的分析和定量的仿真;建立了基于温度、温度变化量和温度相乘量的温漂误差模型;设计了基于升降温实验的温漂误差补偿模型辨识方法,并采用RBF神经网络精确辨识该温漂误差模型参数;基于TMS320F28335、高精度温度测量单元、解编码电路和辅助电路设计,完成了温漂误差补偿系统设计;提出了用于评估温漂误差补偿系统的均方差评估公式。论文给出了温漂误差补偿系统的设计方法和实现步骤。温补实验对比结果表明,该温漂误差补偿系统的补偿精度高、可靠性好,能够将光纤陀螺仪输出精度提高一个数量级,可广泛用于干涉式光纤陀螺仪的温漂误差补偿。 展开更多
关键词 干涉式光纤陀螺仪 温漂误差 RBF神经网络 温度乘积量 均方差评估
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干涉型光纤陀螺随机噪声的分析研究 被引量:12
6
作者 周海波 刘建业 赖际舟 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第11期73-76,共4页
系统地分析了光纤陀螺所包含随机噪声的种类及其来源和特性,介绍了分析光纤陀螺随机噪声的工具———A llan方差法和国军标模型拟合法。对某型干涉型光纤陀螺的静态实验数据,分别应用上述2种分析方法,计算分析了光纤陀螺信号中的噪声分... 系统地分析了光纤陀螺所包含随机噪声的种类及其来源和特性,介绍了分析光纤陀螺随机噪声的工具———A llan方差法和国军标模型拟合法。对某型干涉型光纤陀螺的静态实验数据,分别应用上述2种分析方法,计算分析了光纤陀螺信号中的噪声分量。计算结果表明:试验所用的光纤陀螺输出的静态信号中含有量化噪声、角随机游走噪声、角速率随机游走噪声、零偏不稳定性和速率斜坡噪声,其中,角速率随机游走噪声、零偏不稳定性和速率斜坡噪声含量较大。该分析研究对光纤陀螺的研究有很好的应用价值。 展开更多
关键词 干涉型光纤陀螺 随机噪声 Allan方差法 模型拟合法
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小型化光纤陀螺的轴向磁场误差特性建模方法探讨 被引量:4
7
作者 王立辉 徐晓苏 +1 位作者 刘锡祥 蔡毓峰 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期84-89,共6页
小型化光纤陀螺的主要特点是光纤环径向尺寸逐步缩小,而轴向尺寸逐步增大,由此导致轴向磁场误差成为影响小型化光纤陀螺精度的重要因素之一。以小型化光纤陀螺轴向磁场误差特性为研究对象,依据光纤环中光纤的四极对称排列结构,提出轴向... 小型化光纤陀螺的主要特点是光纤环径向尺寸逐步缩小,而轴向尺寸逐步增大,由此导致轴向磁场误差成为影响小型化光纤陀螺精度的重要因素之一。以小型化光纤陀螺轴向磁场误差特性为研究对象,依据光纤环中光纤的四极对称排列结构,提出轴向螺旋角展开分析法,利用Jones矩阵分别构建保偏型光纤陀螺及消偏型光纤陀螺的传输矩阵及轴向磁场误差模型,探讨光纤扭曲应力寄生圆双折射、轴向尺寸等因素与非互易性Faraday磁场相位误差的关系,得出光纤陀螺轴向磁场漂移误差的数学描述,以此为理论依据,探讨小型化光纤陀螺的轴向磁场误差因素,并提出相应的措施。 展开更多
关键词 小型化光纤陀螺 磁场误差 非互易相位误差 漂移
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光纤陀螺启动漂移补偿技术研究 被引量:1
8
作者 赵长山 秦永元 +1 位作者 周琪 郭林峰 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期358-363,共6页
干涉型闭环光纤陀螺从加电开始至达到标称精度所需的时间称为启动时间。在此期间内陀螺输出存在较大的漂移,即启动漂移。为减小陀螺启动漂移、缩短陀螺启动时间,文章对陀螺启动漂移进行了理论分析和试验数据分析。指出陀螺启动漂移补偿... 干涉型闭环光纤陀螺从加电开始至达到标称精度所需的时间称为启动时间。在此期间内陀螺输出存在较大的漂移,即启动漂移。为减小陀螺启动漂移、缩短陀螺启动时间,文章对陀螺启动漂移进行了理论分析和试验数据分析。指出陀螺启动漂移补偿模型中除考虑温度变化率的线性项外还应考虑温度变化率高次项的影响和温度影响。通过试验为某干涉型闭环光纤陀螺建立了启动温度漂移补偿模型。在室温下对该陀螺启动漂移的补偿结果表明该方法能有效减小陀螺的启动漂移,缩短陀螺的启动时间。 展开更多
关键词 启动漂移 干涉型闭环光纤陀螺 漂移补偿 启动时间
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干涉式光纤陀螺中Shupe效应与Sagnac效应的分离 被引量:2
9
作者 周柯江 胡国栋 +1 位作者 刘树俊 胡科可 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期429-432,共4页
热引入的零偏漂移即Shupe效应是提高光纤陀螺精度面临的最大难题。基于Shupe效应与光纤陀螺的Sagnac效应具有本质的不同特性,即Sagnac效应引起的相移只与几何尺寸有关,而与光传播的介质特性无关,提出了一种新型的不受温度梯度影响的光... 热引入的零偏漂移即Shupe效应是提高光纤陀螺精度面临的最大难题。基于Shupe效应与光纤陀螺的Sagnac效应具有本质的不同特性,即Sagnac效应引起的相移只与几何尺寸有关,而与光传播的介质特性无关,提出了一种新型的不受温度梯度影响的光纤陀螺。利用两个偏振模式在光纤陀螺环中交替或同时传播可以将Sagnac相移与Shupe误差相移分离开来,基于两种偏振模式分时传播实验,初步验证了该理论的可行性。并且提出了一种新型的偏振交替干涉式光纤陀螺模型以改进其性能。 展开更多
关键词 Shupe效应 Sagnac效应 干涉式光纤陀螺
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基于光纤环安装方式的光纤陀螺振动误差抑制方法 被引量:2
10
作者 吴磊 田军 程建华 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期745-748,753,共5页
随着光纤陀螺的实用化,发现载体振动会引起光纤陀螺尤其是高精度光纤陀螺的测量误差增大,对光纤陀螺的性能指标造成不可忽视的影响。对干涉式数字闭环光纤陀螺,从弹光效应出发,分析了振动对光纤陀螺光路的影响机理,得出了振动影响下光... 随着光纤陀螺的实用化,发现载体振动会引起光纤陀螺尤其是高精度光纤陀螺的测量误差增大,对光纤陀螺的性能指标造成不可忽视的影响。对干涉式数字闭环光纤陀螺,从弹光效应出发,分析了振动对光纤陀螺光路的影响机理,得出了振动影响下光纤环中反向传播的光信号非互易相移误差信号的表现形式,并针对此提出了通过合理安装光纤环,使光路满足互异性,来抑制振动情况下光纤陀螺输出信号噪声和漂移。实验结果表明,该方案有效降低光纤陀螺输出信号的噪声,抑制了由振动引起的陀螺漂移,使得陀螺振动误差减小了一个数量级。 展开更多
关键词 干涉式光纤陀螺 光纤环 弹光效应 振动误差
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对光纤陀螺寻北仪二位置寻北方案的改进 被引量:3
11
作者 朱立峰 吴易明 +2 位作者 陈良益 郭亮 吴文明 《科学技术与工程》 2007年第12期2908-2910,共3页
在传统二位置寻北方案基础上,针对光纤陀螺寻北仪提出了一种新方案。它将传统的水平面内旋转寻北改为竖直面内翻转寻北,所以不再需要像以往寻北仪那样在寻北时间和寻北精度之间进行折衷处理,可以在减少寻北时间的同时,提高寻北精度,并... 在传统二位置寻北方案基础上,针对光纤陀螺寻北仪提出了一种新方案。它将传统的水平面内旋转寻北改为竖直面内翻转寻北,所以不再需要像以往寻北仪那样在寻北时间和寻北精度之间进行折衷处理,可以在减少寻北时间的同时,提高寻北精度,并使寻北仪对光纤陀螺仪(FOG)和转台性能的依赖程度大幅降低。 展开更多
关键词 寻北仪 二位置寻北方案 干涉式光纤陀螺
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光纤陀螺温变效应误差抑制方法研究 被引量:2
12
作者 李阳 黄鑫 +1 位作者 路彬彬 张登伟 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第5期649-654,共6页
在干涉式光纤陀螺组成的捷联惯性导航系统中,光纤陀螺启动过程中温变效应导致的漂移项是导航误差的主要误差源,已成为限制高精度光纤陀螺系统性能进一步提升的关键因素。通过对光纤陀螺启动过程中温变效应的理论分析与建模,提出了一种... 在干涉式光纤陀螺组成的捷联惯性导航系统中,光纤陀螺启动过程中温变效应导致的漂移项是导航误差的主要误差源,已成为限制高精度光纤陀螺系统性能进一步提升的关键因素。通过对光纤陀螺启动过程中温变效应的理论分析与建模,提出了一种基于查表补偿的光纤陀螺启动温变效应误差抑制法和误差评价法。实验结果表明,该抑制方法可使-40^+60℃环境下光纤陀螺漂移概率误差从0.02~0.50(°)/h降至0.01(°)/h以下,对应导航系统的导航圆概率误差从1.4~35 n mile/h降至0.8 n mile/h以下,有效抑制了光纤陀螺启动温变效应误差,提升了系统性能。 展开更多
关键词 干涉式光纤陀螺 温变效应 非稳态温度场 温变效应误差等效数学模型 四极对称光纤环
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光源谱宽对干涉式光纤陀螺影响的分析 被引量:1
13
作者 舒建涛 季旭东 李绪友 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期49-52,共4页
宽谱光源已成为干涉式光纤陀螺(I-FOG)的不二之选。理论上讲谱宽越宽,越有利于抑制I-FOG中的瑞利散射误差和克尔效应误差,但过宽的谱宽却会影响光纤陀螺标度因数的稳定性。如何选择谱宽合适的光源,是I-FOG研究中必须解决的问题。针对这... 宽谱光源已成为干涉式光纤陀螺(I-FOG)的不二之选。理论上讲谱宽越宽,越有利于抑制I-FOG中的瑞利散射误差和克尔效应误差,但过宽的谱宽却会影响光纤陀螺标度因数的稳定性。如何选择谱宽合适的光源,是I-FOG研究中必须解决的问题。针对这一问题,该文从瑞利散射误差、克尔效应误差和光纤陀螺标度因数的稳定性出发,论述了光源谱宽对干涉式光纤陀螺的影响,分析了限制谱宽增加和减小的因素。结果表明,光源的谱宽不宜过宽或过窄,需要根据实际情况合理选择光源谱宽。 展开更多
关键词 干涉式光纤陀螺 光源 谱宽 相干长度
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干涉型光纤陀螺的信号处理稳定性
14
作者 王立辉 孙枫 +1 位作者 郝燕玲 季强 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期357-360,共4页
信号处理在数字闭环光纤陀螺(IFOG)中的主要作用是产生偏置相位及用于补偿外部Sagnac相移的阶梯相位,并输出载体的转速,数字闭环IFOG信号处理的稳定性直接影响IFOG的整体性能。在信号处理系统中,论述数字闭环2次反馈技术,对四状态调制... 信号处理在数字闭环光纤陀螺(IFOG)中的主要作用是产生偏置相位及用于补偿外部Sagnac相移的阶梯相位,并输出载体的转速,数字闭环IFOG信号处理的稳定性直接影响IFOG的整体性能。在信号处理系统中,论述数字闭环2次反馈技术,对四状态调制波进行分析和设计,并对时钟、电源、电磁兼容(EMC)等电气结构进行优化。测试结果表明,IFOG的信号处理过程稳定可靠。采用Allan方差法对IFOG静态测试数据中的各项噪声误差进行定量分析。结果表明,IFOG的零偏稳定性优于0.03(°)/h;IFOG动态测试数据表明IFOG的标度因数稳定性优于20×10-6。 展开更多
关键词 光纤陀螺 稳定性 数字闭环信号处理 反馈
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激光线宽对干涉式光纤陀螺性能影响分析 被引量:5
15
作者 闫景涛 钟华 +3 位作者 刘一石 缪立军 黄腾超 车双良 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期365-371,共7页
干涉式光纤陀螺的标度因数稳定性进一步提升受限于宽谱光源平均波长扰动水平,影响了其对于旋转速率的测量精度以及在复杂环境下的长期使用。采用中心波长更稳定的激光能有效提升光纤陀螺的标度因数性能,但是激光的线宽窄,会重新引入宽... 干涉式光纤陀螺的标度因数稳定性进一步提升受限于宽谱光源平均波长扰动水平,影响了其对于旋转速率的测量精度以及在复杂环境下的长期使用。采用中心波长更稳定的激光能有效提升光纤陀螺的标度因数性能,但是激光的线宽窄,会重新引入宽谱光源已经基本消除的主要误差源。针对以激光作为干涉式光纤陀螺驱动光源的应用背景,基于光物理场方程计算得出干涉式光纤陀螺中克尔效应、偏振耦合以及背向散射误差与激光线宽的关系,并定量分析出在激光谱宽范围内的各项误差源。此外搭建了光纤陀螺实验系统,分别以窄线宽激光和通过外部相位调制进行光谱展宽后的激光为光源进行静态测试验证。实验结果表明,不同光源线宽下陀螺的角度随机游走和漂移同理论模型一致,证明了模型的正确性,且光纤陀螺在展宽激光驱动下,可满足零偏不稳定性优于0.01°/h的导航级需求。 展开更多
关键词 干涉式光纤陀螺 激光线宽 克尔效应 寄生干涉误差
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干涉型光纤陀螺微小信号的检测与分析 被引量:4
16
作者 钟敏 熊智 +1 位作者 赖际舟 刘建业 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第2期21-23,26,共4页
干涉型光纤陀螺(IFOG)是一种新型的光学陀螺仪,其性能直接决定了惯性导航系统的精度。由于静态情况下IFOG的模拟信号较弱小,容易被各种噪声淹没,因此,无法对IFOG的静态性能做出正确的评估。针对某型号IFOG输出信号的特点,提出了一种微... 干涉型光纤陀螺(IFOG)是一种新型的光学陀螺仪,其性能直接决定了惯性导航系统的精度。由于静态情况下IFOG的模拟信号较弱小,容易被各种噪声淹没,因此,无法对IFOG的静态性能做出正确的评估。针对某型号IFOG输出信号的特点,提出了一种微弱信号检测和滤波方案,通过大量的静态和动态试验证明:该方案能显著提高IFOG输出信号的信噪比,将IFOG原始输出信号从各种噪声中有效、实时地提取出来。同时,该方案价格相对低廉。 展开更多
关键词 干涉型光纤陀螺 微弱信号 自适应滤波
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光纤固定胶粘剂对光纤陀螺低温零偏误差的影响 被引量:4
17
作者 许保祥 熊智 +1 位作者 黄继勋 于海成 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1223-1229,共7页
光纤固定胶粘剂对光纤陀螺低温零偏误差影响较大,选用和使用不当可导致陀螺精度劣化。理论分析了温度和应力对干涉型光纤陀螺(简称光纤陀螺)零偏误差的影响,以及温度变化时胶粘剂对光纤产生的轴向应力大小与影响因素;通过胶粘剂性能试验... 光纤固定胶粘剂对光纤陀螺低温零偏误差影响较大,选用和使用不当可导致陀螺精度劣化。理论分析了温度和应力对干涉型光纤陀螺(简称光纤陀螺)零偏误差的影响,以及温度变化时胶粘剂对光纤产生的轴向应力大小与影响因素;通过胶粘剂性能试验,验证了低温环境下胶粘剂的玻璃化转变温度、固化温度和使用温度差异、胶体内气泡缺陷是光纤陀螺零偏误差产生的主要原因。理论分析和试验结果表明,选用的胶粘剂玻璃化转变温度处于使用温度范围外,低模量和模量随温度的变化量小,适宜的固化温度能够降低光纤陀螺低温环境下的零偏误差,可提高光纤陀螺精度。 展开更多
关键词 光纤陀螺 光纤 胶粘剂 低温 零偏误差
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干涉型光纤陀螺实验方案 被引量:1
18
作者 张怡 金杰 《电子测量技术》 2004年第5期17-18,共2页
文中介绍光纤陀螺的工作原理,对干涉型光纤陀螺的几种实验方案进行分析,总结提高光纤陀螺性能,降低其成本的新技术,对光纤陀螺的工程化,实用化有一定的实践指导意义。
关键词 实验方案 意义 中介 实用化 降低 干涉型光纤陀螺 新技术 工程化 性能
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基于高斯相位调制的半导体激光器线宽展宽方法 被引量:3
19
作者 付中泽 马骏 +1 位作者 李茂春 梁鹄 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期397-400,共4页
基于激光器驱动的干涉型光纤陀螺是近年来国内外光纤陀螺研究的新热点,但半导体激光器作为一种窄线宽的高相干光源,将其用于干涉型光纤陀螺又会重新引入瑞利散射、Kerr效应和偏振交叉耦合等非理想特性进而影响陀螺的精度,因此有必要将... 基于激光器驱动的干涉型光纤陀螺是近年来国内外光纤陀螺研究的新热点,但半导体激光器作为一种窄线宽的高相干光源,将其用于干涉型光纤陀螺又会重新引入瑞利散射、Kerr效应和偏振交叉耦合等非理想特性进而影响陀螺的精度,因此有必要将半导体激光器的线宽加宽后再使用。为实现半导体激光器的线宽展宽,建立了基于高斯相位调制的光谱展宽卷积模型,利用OptiSystem仿真分析验证线宽展宽效果;通过搭建光路进行实验验证,实验结果证明,通过所提出的展宽方法可以将线宽10 MHz的激光器的光谱展宽成线宽11 GHz的光谱。为干涉型光纤陀螺中半导体激光器的应用提供了基础保证,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 半导体激光器 高斯相位调制 线宽展宽 干涉型光纤陀螺
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光纤陀螺电路对陀螺温度性能影响的实验研究
20
作者 杨秀山 王学锋 +1 位作者 高峰 杨学礼 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期2776-2779,共4页
针对干涉式光纤陀螺的电路在环境温度变化时影响陀螺输出的问题,设计了电路部分相关的温度实验,得到陀螺输出与电路温度变化之间的关系.根据陀螺输出和温度变化对陀螺输出进行补偿.结果显示,经补偿的陀螺零偏漂移减小为未补偿时的23%,... 针对干涉式光纤陀螺的电路在环境温度变化时影响陀螺输出的问题,设计了电路部分相关的温度实验,得到陀螺输出与电路温度变化之间的关系.根据陀螺输出和温度变化对陀螺输出进行补偿.结果显示,经补偿的陀螺零偏漂移减小为未补偿时的23%,零偏稳定性提高了7.32倍. 展开更多
关键词 干涉式光纤陀螺 电路 漂移
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