+r0eTP=zf 光纖陀螺儀
系統(tǒng)設計:DC檢測方法[1]
?:?4rIZ< H{f_:z{{ 使用理想元件,輸出
光電流(I)為
' 4~5ez|: HLe^| (1)
=GQ^uVf1 |\a:]SlH 其中 φs 是薩格納克相移 , Io 是以零角速度情況計算出的電流
O8r"M8 B\_u${C (2)
mei_aN7zW &Bn; Vi P 是
光源光功率, σ 是光電檢測器的響應度(在我們的案例中等于1)。在等式(2)中將光功率除以2是因為在耦合器處功率損失了一半。 一旦 φs 確定了, 我們可以計算
k,7+=.6 s\W (3)
1qC:3
;P |"yf@^kdC 其中 L 是
光線長度, D 是環(huán)直徑, λ 是光源
波長,由此來確定環(huán)路Ω 的角速度。注意,由于等式(1)具有余弦,因此直流技術無法區(qū)分正負速度。
%<?ciU 圖1.FOG DC檢測布局 JQ_gM._3
~RXpz-Ye 光纖陀螺儀系統(tǒng)設計:相位調(diào)制方法[2]
TJXraQK-= , Ln
當嘗試測量非常低的角旋轉(zhuǎn)速率時,DC方法不是很準確,所以通常使用相位調(diào)制技術。 對于該設置,光檢測信號
^Q=y^fx1 z`/.v&<>V (4)
Q
H_W\W
xD 將相位調(diào)制器幅度選擇到+/-0.9 rad ,給出最大化J1(Φm) = 0.581517 的項Φm = 1.8 。提取調(diào)制頻率ωm的余弦級數(shù)
I/Jp,~JT* VxN64;|= (5)
R*@[Pg* 0sd-s~; 公式3得到角速度。我們可以重新排列找到φ_𝑠,然后再次使用公式(3)找到角速度。 注意,在這種情況下,由于等式(5)具有正弦關系,所以我們可以確定角速度的大小和方向。另外,在這種情況下, 在等式(2)中,零速電流不是𝐼_𝑜=𝜎𝑃/2 而是 𝐼_𝑜=𝜎𝑃/8因為在光到達光電
二極管的時候,其功率已經(jīng)被耦合器減半了三次。
b#g
{`E 圖2.OptiSystem設計的調(diào)制技術原理圖(資料來源:REF)(注:光纖偏振器未包含在設計中)
JYd7@Msfc DAnb.0 對于以下的OptiSystem設計,角速度已設置為7.27e-5rad / s(地球的轉(zhuǎn)速)。 I-FOG的設置顯示在紅色框中(在全局
參數(shù)下)。 通過使用相移分量來應用薩格納克相移,計算如下:
F:J7|<J^F )E:,V~< 8 ZB[(Tv1 fhV0S>*< 在這里,我們根據(jù)前面的方程,使用C ++組件來計算角速度。 測得的角速度(在C ++組件下顯示為結果)為7.29e-5rad / s。
qijcS2E6S 圖3.FOG 相位調(diào)制