[实用新型]一种小型化闭环光纤陀螺

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤陀螺，尤其是涉及一种小型化闭环光纤陀螺。

背景技术

陀螺仪是一种角速率传感器，是敏感相对惯性空间角运动的装置，是目前用于确定运动体空间运动姿态的主要传感器，被广泛用于航空、航天和航海等领域。随着武装装备要求精度的不断提高，传统的机械陀螺因制造复杂、价格昂贵且性能较差逐渐被淘汰，而开环光纤陀螺和MEMS陀螺精度较差，无法满足其性能指标。闭环光纤陀螺因精度高、可靠性高且工艺简单，被用来替代传统的机械陀螺以及开环光纤陀螺。但是，由于体积、重量、安装方式等方面的高要求，现有的闭环光纤陀螺无法满足，另外，现今光纤陀螺的一个重要发展方向是向低成本小型化。因此十分有必要设计开发一种满足以上要求的小型闭环光纤陀螺。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种小型化闭环光纤陀螺。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种小型化闭环光纤陀螺，其特征在于，包括壳体及设在壳体内的光源板和探测板，所述的光源板上设有SLD、耦合器、Y波导、光纤环及探测器，所述的探测板上设有前置放大电路、A/D转换器、FPGA、D/A转换器、后置放大电路及接口电路，所述的SLD、耦合器、Y波导及光纤环依次连接，所述的探测器分别与耦合器和前置放大电路连接，所述的前置放大电路、A/D转换器、FPGA、D/A转换器及后置放大电路依次连接，所述的FPGA与接口电路连接，所述的后置放大电路与Y波导连接。

所述的壳体为长方体结构，该长方体结构的四条棱边均为倒角结构。

所述的壳体尺寸为60mm×35mm×30mm，误差为±0.1mm。

所述的壳体侧壁上开设有用于连接插件的开孔。

所述的壳体底部设有安装螺孔。

所述的耦合器为2*2光学耦合器。

与现有技术相比，本实用新型具有高度通用性和可替换性，能够替代传统的机械陀螺和开环光纤陀螺，具有体积小、精度高且安装方便等优点。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型壳体的结构示意图；

图3为本实用新型壳体底部的结构示意图：

图4为本实用新型工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

如图1-3所示，一种小型化闭环光纤陀螺，其特征在于，包括壳体及设在壳体内的光源板A和探测板B，所述的壳体为长方体结构，壳体尺寸为60mm×35mm×30mm，误差为±0.1mm，长方体结构的四条棱边均为倒角结构，以避免操作人员碰伤，壳体底部设有用于安装的安装孔；所述的光源板A上设有SLD1、耦合器2、Y波导3、光纤环4及探测器5，所述的探测板B上设有前置放大电路6、A/D转换器7、FPGA8、D/A转换器9、后置放大电路10及接口电路11，所述的SLD1、耦合器2、Y波导3及光纤环4依次连接，所述的探测器5分别与耦合器2和前置放大电路6连接，所述的前置放大电路6、A/D转换器7、FPGA8、D/A转换器9及后置放大电路10依次连接，所述的FPGA8与接口电路11连接，所述的后置放大电路10与Y波导3连接。

所述的SLD1发出的光依次经过耦合器2、Y波导3后到达光纤环4，之后反向到达Y波导3后发生干涉，最后经过耦合器2到达探测器5，所述的探测器5将光信号转换为电信号后传送至前置放大电路6，所述的前置放大电路6对接收到的电信号进行滤波后发送到A/D转换器7，所述的A/D转换器7将其转换成数字信号后发送给FPGA8，所述的FPGA8对接收到的数字信号进行解调和积分处理，而后依次通过D/A转换器9和后置放大电路10驱动Y波导3进行光电控制，完成整个工作循环，同时FPGA8把处理得到的速率信号送到接口电路11输出。

光纤陀螺是基于萨格奈克效应，干涉光光强与萨格奈克相移的关系为余弦函数。检测萨格奈克相位差的方法是引入一个±π/2调制。当陀螺静止时，π/2相位处光强与-π/2光强相等；当陀螺旋转时，π/2相位处光强与-π/2光强就不相等，此时引入反馈相位差，直到π/2相位处光强与-π/2光强就相等，就得到了与角速率成正比的萨格奈克相位差，从而计算出角速率，通过串口输出，如图4所示。

与现有技术相比，本实用新型具有高度通用性和可替换性，能够替代传统的机械陀螺和开环光纤陀螺，具有体积小、精度高且安装方便等优点。