[发明专利]一种光纤环绕制方法、光纤环及光纤陀螺

说明书

本发明提供一种光纤环绕制方法，在光纤环径向方向上定义第一位置区间Q1、第二位置区间Q2；定义第一直线段为光纤环径向方向上的温度梯度分布曲线中斜率绝对值最大的直线段；第三位置区间Q3为与第一直线段对应的光纤环径向方向上的位置区间；第二直线段的斜率绝对值小于第一直线段的斜率绝对值；定义第四位置区间Q4为与第二直线段对应的光纤环径向方向上的位置区间；以m1极对称绕法绕制位于第一位置区间Q1中的光纤；以m2极对称绕法绕制位于第二位置区间Q2中的光纤；m1、m2分别为光纤的不同绕制极数，m1＞m2；光纤环中光纤的绕制极数不大于m1。本发明还提供一种光纤环及光纤陀螺。

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，涉及一种光纤环绕制方法，特别是一种应用于光纤陀螺产品的光纤环绕制方法。

背景技术

光纤环是光纤陀螺的核心器件，其性能决定了光纤陀螺整机性能，特别是温度性能直接决定光纤陀螺整机的温度性能，光纤陀螺的温度性能是光纤陀螺的重要考核指标。

光纤陀螺的研制生产单位，在光纤环的设计上主要依据光纤陀螺精度指标要求和外形尺寸要求，确定光纤类型、光纤绕制层数、每层绕制匝数，进而明确光纤环内径、外径、高等参数；在光纤环的绕制方法上先后提出了双极绕法、四极对称绕法、8极对称绕法、16极对称绕法等绕制方法，目前采用主要为四极对称绕法，部分陀螺采用8极或16极绕法。现有绕制方法较为单一，仅采用四极对称绕法的光纤环无法消除光纤环中温度梯度的影响，尤其当光纤长度较大时，受温度的影响更大；仅采用八极或十六极绕法的光纤环尽管可以提高光纤环的温度适应性，降低温度梯度的影响，但工艺较为复杂，当绕制层数较多时绕制过程出现误差的概率会明显增加，反而可能造成光纤环性能的下降。

发明内容

本发明要解决的问题是针对现有光纤环绕制方法中绕制方法单一、受温度影响较大的问题，提供一种光纤环绕制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种光纤环绕制方法，在光纤环径向方向上定义第一位置区间Q1、第二位置区间Q2，所述第一位置区间Q1、第二位置区间Q2之间无重合的部分；

定义第一直线段为光纤环径向方向上的温度梯度分布曲线中斜率绝对值最大的直线段；定义第三位置区间Q3为与第一直线段对应的光纤环径向方向上的位置区间，所述第三位置区间Q3与第一位置区间Q1具有重合的部分；

定义第二直线段为所述温度梯度分布曲线中与第一直线段不同的直线段，所述第二直线段的斜率绝对值小于第一直线段的斜率绝对值；定义第四位置区间Q4为与第二直线段对应的光纤环径向方向上的位置区间，所述第四位置区间Q4与第二位置区间Q2具有重合的部分；以m1极对称绕法绕制位于第一位置区间Q1中的光纤；以m2极对称绕法绕制位于第二位置区间Q2中的光纤；m1、m2分别为光纤的不同绕制极数，m1＞m2；所述光纤环中光纤的绕制极数不大于m1。

本发明中，通过上述设置，由于第三位置区间与第一位置区间重合，从而可以在光纤环径向方向上温度梯度变化剧烈的部分(直线段的斜率绝对值最大)至少可以部分采用m1极对称绕法，尽量降低该部分的光纤受到的温度梯度的影响，而在温度梯度变化变化较缓的部分(直线段的斜率绝对值非最大)至少可以部分采用小于m1的m2极对称绕法，不会对光纤环温度性能产生很大影响，而且可以尽量降低整个光纤环的绕制难度，避免在整个光纤环中采用较高绕制极数可能引起的较大绕制误差的问题，从而可以在光纤环温度性能与绕制难度造成的误差之间实现平衡。

上述技术方案中，在光纤环径向方向上除了第一位置区间Q1之外的所有位置区间中的光纤的绕制极数均小于m1。通过仅在第一位置区间Q1对光纤进行绕制，使得既可以在温度变化剧烈的位置区间尽可能采用较大的绕制极数，而在其他位置区间尽量采用较小的绕制极数，从而实现温度性能与绕制难度之间的平衡。

上述技术方案中，在光纤环径向方向上，所述第二位置区间Q2位于光纤的最内侧，所述第一位置区间Q1与第二位置区间Q2相邻；