摘要: 提高溫度特性是光纖陀螺儀工程化的一個難題, 溫度補償是解決該問題的一種有效方法。光纖陀螺與溫度相關(guān)誤差項主要為零漂和標(biāo)度因數(shù), 輸入軸失準(zhǔn)角也是影響光纖陀螺應(yīng)用的一個重要誤差項。在大量試驗的基礎(chǔ)上, 分析了光纖陀螺輸入軸失準(zhǔn)角誤差產(chǎn)生機理, 采用多項式擬合方法建立了輸入軸失準(zhǔn)角誤差全溫模型, 對多套光纖陀螺進(jìn)行了全溫補償。試驗結(jié)果表明, 輸入軸失準(zhǔn)角補償前全溫變化在rad數(shù)量級, 補償后全溫變化小于精度提高了近一個數(shù)量級, 大大提高了光纖陀螺儀的全溫性能。 {VBn@^'s  
關(guān)鍵詞: ; 光纖陀螺儀; 輸入軸失準(zhǔn)角; 溫度補償 .Vohd@s9l  
中圖分類號: V241. 5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A文章編號: 1000- 8829( 2010) 10- 0006- 03 ;3 N0)  
Temperature Compensation Research on InputAxisMisalignment of FOG |I; tBqN{u  
JI Sh i..tao1, QIN Yong..yuan1,LAN Yan2, L IU Zh i..rong2 k,)xv?  
( 1.Schoo l o f Autom ation Contro,l Northw este rn Po lytechn icalUn iversity, X i! an 710072, <st1:country-region w:st="on">China; hLs<g!*O  
( 2.Institute No. 16 o f Ch ina Ae rospace Sc ience and Technology Corpo ration,Xi! an 710100, <st1:country-region w:st="on">China) B8XW+U  
D'{NEk@  
Abstract: Improv ing thetemperature performance is a difficult prob lem in fiber..opt ic gyro(FOG ) engineering.Temperature compensation is an effectivemethod for so lv ing the prob lem. The errors of FOG involved w ith tem..perature are zero b ias and sca le factor.Input ax ism isa lignm ent is ano ther important errorw ith temperature. On the basis o fmany experiments, theme chanismis ana lyzed, the input ax ism isa lignmen t! s fu ll sca le temperature errormode l is established by using polynomial fitting method. The fu ll scale temperature compensat ions for some FOGs are carried out. The experim entresult show s that input ax ism isa lignmen t can be improved from a.. wjJM\BKr`  
bout 2 10- 3 rad to less than 3 10- 4 rad.The prec ision can be improved about a quantitatively leve.l The fu ll..scale temperature performance o fFOG is improved. " Bz\<e&u  
Key words: inertia dev ice; fiber..opticgyro; input ax is m isa lignmen;t temperature compensation

rizWaw5E!8  
與傳統(tǒng)機械式慣性儀表不同, 光纖陀螺儀為一種全固態(tài)慣性儀表, 內(nèi)部無機械轉(zhuǎn)動部件, 其主要特點是體積小、重量輕、啟動快、功耗低、動態(tài)范圍大、抗振動和沖擊能力強等, 因此, 光纖陀螺儀被認(rèn)為是一種極具發(fā)展前途的慣性儀表。國內(nèi)光纖陀螺儀的研制已進(jìn)入了工程化應(yīng)用階段, 很多軍用和民用的領(lǐng)域正在嘗試使用光纖陀螺儀代替?zhèn)鹘y(tǒng)的慣性儀表。 T^DJ/uhd  
光纖陀螺儀在實際使用過程中, 根據(jù)應(yīng)用的領(lǐng)域不同需要測試與補償?shù)恼`差項也不盡相同, 但是, 大多數(shù)領(lǐng) tJvs ?eZ)  
域中需要研究的誤差項為陀螺零偏誤差和標(biāo)度因數(shù)誤差。在光纖陀螺儀的應(yīng)用中, 筆者發(fā)現(xiàn)光纖陀螺儀輸入軸失 :V
!F~  
準(zhǔn)角誤差(簡稱: 失準(zhǔn)角誤差)也是一個不可忽略的誤差項, 特別是光纖陀螺儀要求具有較寬的工作溫度范圍( - 40~ + 60 .)時, 陀螺失準(zhǔn)角誤差是一個必須要考慮的誤差項。構(gòu)成光纖陀螺儀的主要器件, 比如SLD光源、耦合器、集成光學(xué)器件、光纖線圈等, 對溫度比較敏感, 當(dāng)工作環(huán)境溫度發(fā)生變化時, 光纖陀螺零偏和標(biāo)度因數(shù)變化, 光纖陀螺失準(zhǔn)角也發(fā)生偏移。在很多情況下, 失準(zhǔn)角偏移導(dǎo)致的誤差要大于標(biāo)度因數(shù)誤差對系統(tǒng)精度的影響, 并最終導(dǎo)致光纖陀螺儀無法滿足全溫范圍的要求。在現(xiàn)有的元器件質(zhì)量和工藝條件下, 嘗試進(jìn)行失準(zhǔn)角誤差測試與全溫補償具有非�，F(xiàn)實的意義, 光纖陀螺全溫度范圍

誤差補償可實現(xiàn)性強, 成本低且效果好, 這也是光纖陀螺走向?qū)嵱没�的必要環(huán)節(jié)[ 1- 2]。 ]99@Lf[^f  
1.光纖環(huán)誤差分析 Pk{%2\%&2  
導(dǎo)致光纖陀螺儀溫度誤差的原因很多, 光纖環(huán)本身的溫度特性是其中重要一項。分析光纖陀螺的溫度特性首先要考慮光纖環(huán)的特性。目前國內(nèi)光纖環(huán)的制造中常用的技術(shù)為: 光纖骨架采用硬鋁加工, 光纖環(huán)繞制采用四級對稱繞制, 光纖環(huán)的固化采用光固化膠或者熱固化膠。 XI\P#"  
光纖環(huán)受溫度影響會產(chǎn)生非互易相移, 沿光纖線圈長度為L 上距離端點A 為z 處的一段光纖產(chǎn)生的非互易相移為（1）從式 （1） LEC=@) B  
中可知, 環(huán)境溫度變化引起的相移與溫度變化率dT ( z, t ) /dt和位置的權(quán)因子( L - 2z ) 成正比, 距離光纖環(huán)中點越遠(yuǎn), 權(quán)因子越大。最重要的是,相對于光纖中點的兩段光纖上熱擾動所引起的非互易相移可以抵消, 這也是普遍采用四級對稱繞制的原因。 _J X>#h  
但是, 光纖環(huán)在實際制造過程中存在很多問題, 比如: a797'{j#PI  
①光纖環(huán)在繞制過程中應(yīng)力不均勻, 特別是與骨架接觸的最內(nèi)層光纖,骨架的熱膨脹系數(shù)與光纖的熱膨脹系數(shù)不匹配;. Ih<.2  
②光纖環(huán)在繞制過程中沒有嚴(yán)格關(guān)于中點對稱,或者是光纖長度計量不準(zhǔn)確; yA]OX"