[发明专利]一种基于光纤陀螺带宽测试校准方法及校准装置

权利要求书

1.一种基于光纤陀螺带宽测试校准方法，其特征在于：包括以下几个步骤：

步骤一：选择光纤陀螺带宽测试仪运动频率，根据多普勒效应，当测量棱镜移动时，反射光频率会变化±f_d，在双频激光干涉仪内部实现干涉，通过光电接收器采集测量信号，基准信号和测量信号在测量板卡中进行比较、积分获得周期数，从而获得棱镜线速度，再通过测量两角锥棱镜定点确定光束间距D，根据正弦定理将线速度转化成转动角度同时获得光纤陀螺转动角速度，从而获得光纤陀螺角运动幅度；

步骤二：对于角运动频率校准，利用铷原子钟为干涉信号解调器提供工作频率基准，然后通过解调器，得到角振动信号序列，进行数字频率分析，即可校准光纤陀螺角运动频率；

步骤三：在不同的光纤陀螺带宽测试仪的输入频率下，对双频激光干涉仪的测量信号和光纤陀螺输出信号进行归一化和傅里叶变换处理，获得光纤陀螺在频率ω_i下的幅值增益F_i是光纤陀螺在t_i时刻输出的单边幅值，F_L是光纤陀螺在角振动台允许最低频率是输出的单边幅值，G_i＝0.707时对应的频率为ω_c，频带宽度通过比较光纤陀螺带宽测试仪测试结果B_w1和双频激光干涉仪校准测试出的带宽B_w2，对光纤陀螺带宽测试结果进行校准。

2.一种采用根据权利要求1所述方法的光纤陀螺带宽测试仪的校准装置，其特征在于：包括角振动激励系统(1)、标准角运动测量系统(2)、被校传感器测量系统(3)、数据采集与处理系统(4)；

所述的角振动激励系统(1)用于光纤陀螺提供角运动输入；

所述的标准角运动测量系统(2)用于测量光纤陀螺标准角运动量；

所述的被校传感器测量系统(3)即所述的光纤陀螺带宽测试仪，用于提供被校准的光纤陀螺角运动量值；

所述的数据采集与处理系统(4)用于采集并处理所述的标准角运动测量系统(2)和所述的被校传感器测量系统(3)获得的数据。

3.根据权利要求1所述的光纤陀螺带宽测试仪校准装置，其特征在于：所述的包括角振动激励系统(1)包括待测光纤陀螺带宽测试仪运动系统(6)和光纤陀螺(8)，光纤陀螺带宽测试仪运动系统(6)承载光纤陀螺(8)，并给光纤陀螺(8)提供不同频率的角速度。

4.根据权利要求1所述的光纤陀螺带宽测试仪校准装置，其特征在于：所述的标准角运动测量系统(2)包括测量反射镜(7)、温控系统(9)、参考镜(10)、偏振光分光器(11)，其中测量反射镜(7)、参考镜(10)和偏振光分光器(11)是双频激光干涉仪测量系统的组成部分，温控系统(9)控制测试环境温度，减小环境因素导致的测量误差。

5.根据权利要求1所述的光纤陀螺带宽测试仪校准装置，其特征在于：所述的被校传感器测量系统(3)包括光纤陀螺仪测控系统(5)，用于分析计算光纤陀螺的频率特性并自动结算给出带宽测试结果。

6.根据权利要求1所述的光纤陀螺带宽测试仪校准装置，其特征在于：所述的数据采集与处理系统(4)包括平衡探测器(14)、解调器(15)、减法电路(16)、细分采样电路(17)、铷原子振荡器(18)、低噪声电源(19)和计算机测量软件(20)，数据采集与处理系统(4)对双频激光干涉仪输出的两路干涉信号进行探测与解调，通过平衡探测器(14)抑制光功率漂移的影响，通过低噪声电源(19)供电抑制电路噪声，通过细分采样电路(17)保证干涉信号测量精度，通过铷原子振荡器(18)保证采样频率的高稳定性和可溯源性，双频激光干涉仪测量信号和光纤陀螺的输出信号在计算机(20)进行傅里叶变换，将傅里叶变换后的峰峰值作为待测光纤陀螺与测振仪的输出。