[发明专利]一种基于PSD的机抖激光陀螺抖动检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于PSD的机抖激光陀螺抖动检测装置及方法，属于检测装置领域，其技术方案要点是，包括用于发射激光束的激光陀螺主体，激光陀螺主体的中部安装有抖动轮，以使激光陀螺主体可进行往复抖动；用于放置激光陀螺主体的安装盒，安装盒内侧壁上安装有位置敏感检测器；其中，位置敏感检测器安装在可被激光陀螺腔体中的激光束直接照射到的位置；位置敏感检测器通过导线连接有PSD信号放大电路，PSD信号放大电路电连接有抖动驱动电路，抖动驱动电路与抖动轮电连接，以使位置敏感检测器对抖动轮进行反馈调节。不仅消除了永磁铁的磁场对激光陀螺精度的影响，而且有效地解决了检抖装置安装精度低的缺点，进一步提高整个机械抖动激光陀螺的精度。

技术领域

本发明涉及检测装置技术领域，具体而言，涉及一种基于PSD的机抖激光陀螺抖动检测装置及方法。

背景技术

激光陀螺是一种利用环形谐振腔内顺、逆时针传播的两束光(如图2所示的22A、22B)的频率差来测量角速度的仪器。当输入角速度小于一定阈值时，激光陀螺环形谐振器内的顺、逆时针传播的两束光的频率会锁定在一起而不产生频率差。这就是激光陀螺的闭锁效应。为了克服激光陀螺的闭锁效应，目前最为成熟和广泛使用的方法是机械抖动偏频法。利用装在激光陀螺谐振腔中心的抖动轮使激光陀螺做周期性的往复抖动，这样产生的输入角速度驱使激光陀螺快速通过锁区，甚至不经过锁区，从而达到消除闭锁效应的目的。采用这种克服闭锁效应方法的激光陀螺称为机械抖动激光陀螺。

机械抖动激光陀螺的周期性的往复抖动由抖动控制电路来驱动和控制。为了对往复抖动进行精确反馈控制，需要采用检抖装置来检测机械抖动激光陀螺的抖动情况，以此作为抖动控制电路的输入信号。传统的检抖装置由固定在机械抖动激光陀螺主体上的线圈与固定在安装基座或安装盒上的永磁铁构成。当机械抖动激光陀螺主体进行周期性的往复抖动时，永磁铁在线圈中的位置变化会产生周期性的电流信号，利用该电流信号对激光陀螺的往复抖动进行检测，检测结果作为反馈对激光陀螺的往复抖动进行控制。

由永磁铁和线圈构成的检抖装置中，永磁铁会在机械抖动激光陀螺周围产生磁场，影响激光陀螺的精度。其次，由于机械抖动激光陀螺与其安装基座或安装盒之间的结构紧凑，检抖装置安装困难，安装精度低，从而引起抖动检测误差。再次，永磁铁存在的温度效应和老化效应，也会引起抖动检测误差。

为此，提出一种基于PSD的机抖激光陀螺抖动检测装置及方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于PSD的机抖激光陀螺抖动检测装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于PSD的机抖激光陀螺抖动检测装置，包括用于发射激光束的激光陀螺主体，所述激光陀螺主体的中部安装有抖动轮，以使激光陀螺主体可进行往复抖动；用于放置激光陀螺主体的安装盒，所述安装盒内侧壁上安装有位置敏感检测器；其中，所述位置敏感检测器安装在可被激光陀螺腔体中的激光束直接照射到的位置；所述位置敏感检测器通过导线连接有PSD信号放大电路，所述PSD信号放大电路电连接有抖动驱动电路，所述抖动驱动电路与抖动轮电连接，以使所述位置敏感检测器对抖动轮进行反馈调节。

进一步地，所述位置敏感检测器为二维位置敏感检测器。

进一步地，所述PSD信号放大电路包括I-V转换电路和交流放大电路，所述I-V转换电路输入端与位置敏感检测器输出端连接，所述I-V转换电路输出端与交流放大电路输入端连接，所述交流放大电路输出端与抖动驱动电路连接。

进一步地，所述安装盒的内部设置有合光棱镜，所述合光棱镜上设置有光电二极管，以使激光陀螺腔体发射出的光信号转化为电信号。

进一步地，所述光电二极管通过导线连接有激光陀螺信号前置放大电路，用于增强激光陀螺角度频差信号。

进一步地，其检测方法步骤如下：