基于周期激勵的FOG光纖環(huán)瞬態(tài)特性檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著光纖陀螺在實際中的廣泛應(yīng)用，對其傳感核心——光纖環(huán)的質(zhì)量檢測越來越顯示出了重要性，而現(xiàn)有對光纖環(huán)質(zhì)量的檢測方法主要分為兩種：一種是簡單測試光纖環(huán)的靜態(tài)參數(shù)，其缺點無法反映出光纖環(huán)的纏繞質(zhì)量和實際的工作性能；另外一種是測試光纖環(huán)施加恒定溫度激勵時的瞬態(tài)響應(yīng)，其缺點是測量時間長且受其它附加效應(yīng)影響大。本文正是基于以上問題，針對光纖環(huán)瞬態(tài)響應(yīng)中最重要的兩個特性——溫度和振動，提出了一種基于周期激勵的FOG光纖環(huán)瞬態(tài)特性檢測系統(tǒng)。該檢測系統(tǒng)

2、測量時間短，受其他干擾因素影響小，可以全面測量出光纖環(huán)在周期性溫度和振動激勵下的瞬態(tài)響應(yīng)特性。
　　 本論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　 1、在闡述了光纖陀螺的基本原理和光纖環(huán)繞制方法之后，對光纖環(huán)繞制過程中容易出現(xiàn)的問題及現(xiàn)有對光纖環(huán)質(zhì)量檢測的方法做了詳細(xì)的分析，針對現(xiàn)有檢測方法的不足，提出了基于周期激勵的光纖陀螺光纖環(huán)瞬態(tài)響應(yīng)檢測系統(tǒng)。
　　 2、詳細(xì)的介紹了周期性溫度激勵下的光纖環(huán)瞬態(tài)特性檢測理論。在光纖環(huán)三

3、維數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了周期性振動激勵下的瞬態(tài)響應(yīng)模型，并利用有限元方法仿真出周期性振動激勵下的光纖環(huán)上每一點的應(yīng)力分布，計算得出光纖環(huán)周期性振動瞬態(tài)響應(yīng)的頻譜幅值與光纖環(huán)長度不對稱度的關(guān)系，該理論分析與光纖環(huán)周期性溫度的瞬態(tài)響應(yīng)理論分析一同作為檢測系統(tǒng)的理論依據(jù)。
　　 3、建立了基于周期激勵的光纖環(huán)瞬態(tài)響應(yīng)檢測系統(tǒng)的硬件部分，其中包括光路系統(tǒng)、調(diào)制和解調(diào)系統(tǒng)和溫度激勵及振動激勵裝置，為光纖陀螺中光纖環(huán)質(zhì)量的檢測實驗打下基礎(chǔ)

4、。
　　 4、建立了一套專門用于基于周期激勵的光纖環(huán)瞬態(tài)響應(yīng)檢測的軟件平臺。該平臺可以實現(xiàn)對周期性溫度激勵下的光纖環(huán)瞬態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)處理及分析，周期性振動激勵瞬態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)的采集，振動臺工作性能的實時監(jiān)測，和周期性振動激勵響應(yīng)數(shù)據(jù)的處理及分析。
　　 5、利用基于周期激勵的光纖環(huán)瞬態(tài)響應(yīng)檢測系統(tǒng)，完成了一系列周期性溫度及振動激勵的實驗，實驗結(jié)果成功地證明了基于周期激勵的光纖環(huán)瞬態(tài)響應(yīng)檢測理論的正確性，及檢測系統(tǒng)的有