一种高精度光纤陀螺启动特性筛选系统及方法与流程

本发明涉及光纤陀螺，具体涉及一种高精度光纤陀螺启动特性筛选系统及方法。

背景技术：

1、光纤陀螺是光纤传感领域常用的工具之一，其具有无运动部件、工艺简单、功耗低、体积小、精度覆盖面广、动态范围大、寿命长、抗冲击等优点，所以在航空、航天、航海、石油勘探和地质领域具有广阔的应用前景。

2、由于光纤陀螺内部分布着不同的光电器件，通电启动后电路发热，从而改变陀螺内部温度环境，在新的热平衡建立之前，光纤陀螺中的光路持续受热，由于shupe效应，光纤陀螺输出会随温度漂移。温度漂移与光纤陀螺所处的环境温度、温度变化率及热传导造成的温度梯度有关。经过一段时间的热交换后，光纤陀螺内部温度达到动态热平衡状态，光纤陀螺的输出将会趋于稳定。高精度光纤陀螺启动过程中除了光学器件受热因素会导致输出漂移外，光纤陀螺中的电路也会因为温度的变化导致其自身参数长时间不稳定，进而导致光纤陀螺输出精度不能达到要求。由于电路和光路均会受到温度因素影响，高精度的光纤陀螺在应用中极易出现启动特性，该特性严重制约着光纤陀螺标度、对准结果，尤其是在要求光纤陀螺快速启动的场景，启动特性严重影响高精度光纤陀螺的工程应用。因此，必须对启动特性进行筛选，判断启动特性发生在光路或电路中哪个节点，为解决高精度光纤陀螺启动特性提供依据。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决如何判断光纤陀螺的启动特性发生在光路或电路中哪个节点的问题，提供一种高精度光纤陀螺启动特性筛选系统及方法。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供了如下技术解决方案：

3、一种高精度光纤陀螺启动特性筛选系统，所述光纤陀螺包括光源以及与光源输出端连接的光纤陀螺电路；所述光纤陀螺电路包括依次连接的光电转换模块、隔直模块、a/d采样模块、速率解调模块以及积分模块；其特殊之处在于：包括上位机、光谱仪以及数据采集通道；

4、所述上位机的输出端用于与光源的控制端电连接；所述光谱仪设置在光源输出端的光路上，用于采集光源的光信号，光谱仪的输出端与上位机的第一输入端电连接，用于将采集到的光信号传输给上位机；

5、所述上位机的第二输入端用于与所述积分模块的输出端电连接；

6、所述数据采集通道包括设置在光源与光谱仪之间的第一数据采集通道、设置在光电转换模块与隔直模块之间的第二数据采集通道、设置在隔直模块与a/d采样模块之间的第三数据采集通道、设置在a/d采样模块与速率解调模块之间的第四数据采集通道、设置在速率解调模块与积分模块之间的第五数据采集通道以及设置在积分模块与上位机之间的第六数据采集通道；

7、第一数据采集通道至第六数据采集通道均与上位机电连接。

8、进一步地，在光纤陀螺电路的隔直模块与a/d采样模块之间设置有模拟放大模块，所述第三数据采集通道设置在模拟放大模块与a/d采样模块之间。

9、进一步地，在光纤陀螺电路的积分模块与上位机的第二输入端之间设置有滤波模块，所述第六数据采集通道设置在滤波模块与上位机第二输入端之间。

10、进一步地，所述第一数据采集通道采用光纤跳线，第二至第六数据采集通道均采用光纤陀螺的数字解调电路中的rs422串口。

11、本发明还提供了一种高精度光纤陀螺启动特性筛选方法，采用上述的高精度光纤陀螺启动特性筛选系统，其特殊之处在于，包括以下步骤：

12、s1：上位机向光源发送控制信号，控制光源启动；

13、s2：通过光源分别向光谱仪以及光电转换模块发送光信号，光谱仪将采集到的光信号传递给上位机，光电转换模块将接收到的光信号转换为电信号；同时第一数据采集通道检测光源启动后光谱稳定时间，并将检测到的光信号数据传递给上位机，上位机将得到的光信号数据与事先存储的无启动特性的光信号数据比对分析，得出是否在光源出现启动特性；

14、s3：由光电转换模块转换而来的电信号依次经过隔直模块、a/d采样模块、速率解调模块以及积分模块后传递到上位机中，同时第二数据采集通道至第六数据采集通道检测各处电信号的稳定时间，并将检测到的电信号数据传递至上位机中，上位机将得到的电信号数据与事先存储的无启动特性的电信号数据比对分析，得出是否在光纤陀螺电路出现启动特性。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、(1)本发明提供的一种高精度光纤陀螺启动特性筛选系统包括上位机，上位机的输出端与光纤陀螺的光源的控制端电连接，在光源输出端的光路上设置有光谱仪，光谱仪的输出端与上位机第一输入端电连接，在光源与光谱仪之间设有第一数据采集通道用于检测光源处是否发生启动特性，光纤陀螺电路包括依次连接的光电转换模块、隔直模块、a/d采样模块、速率解调模块以及积分模块，光电转换模块负责接收来自光源的光信号并将其转换为电信号，且积分模块的输出端与上位机第二输入端电连接，在光源与光谱仪之间设有第一数据采集通道、在光电转换模块与隔直模块之间设有第二数据采集通道、在隔直模块与a/d采样模块之间设有第三数据采集通道、在a/d采样模块与速率解调模块之间设有第四数据采集通道、在速率解调模块与积分模块之间设有第五数据采集通道、在积分模块与上位机之间设有第六数据采集通道，第一至第六数据采集通道均与上位机电连接，第二至第六数据采集通道负责检测光纤陀螺电路中是否发生启动特性，这样在上位机控制光源启动后，所有数据采集通道开始检测对应各处的数据，然后将对应的数据传递给上位机，上位机将得到的数据与事先存储的无启动特性的数据经过比对分析后得出是否在该处出现启动特性。

17、(2)本发明提供的一种高精度光纤陀螺启动特性筛选系统中在隔直模块与a/d采样模块之间设置有模拟放大模块，第三数据采集通道设置在模拟放大模块与a/d采样模块之间，模拟放大模块可将电信号放大，这样若是在该处发生启动特性，第三数据采集通道可以更容易检测到。

18、(3)本发明提供的一种高精度光纤陀螺启动特性筛选系统中在积分模块与上位机第二输入端之间设置有滤波模块，第六数据采集通道设置在滤波模块与上位机第二输入端之间，滤波模块可以将电信号中的杂波过滤，使得第六数据采集通道检测的数据干扰更少，检测结果更加准确。

技术特征：

1.一种高精度光纤陀螺启动特性筛选系统，所述光纤陀螺包括光源(8)以及与光源(8)输出端连接的光纤陀螺电路；所述光纤陀螺电路包括依次连接的光电转换模块(10)、隔直模块(11)、a/d采样模块(13)、速率解调模块(14)以及积分模块(15)；其特征在于：包括上位机(7)、光谱仪(9)以及数据采集通道；

2.根据权利要求1所述的高精度光纤陀螺启动特性筛选系统，其特征在于：在光纤陀螺电路的隔直模块(11)与a/d采样模块(13)之间设置有模拟放大模块(12)，所述第三数据采集通道(3)设置在模拟放大模块(12)与a/d采样模块(13)之间。

3.根据权利要求2所述的高精度光纤陀螺启动特性筛选系统，其特征在于：在光纤陀螺电路的积分模块(15)与上位机(7)的第二输入端之间设置有滤波模块(16)，所述第六数据采集通道(6)设置在滤波模块(16)与上位机(7)第二输入端之间。

4.根据权利要求3所述的高精度光纤陀螺启动特性筛选系统，其特征在于：所述第一数据采集通道(1)采用光纤跳线，第二数据采集通道(2)至第六数据采集通道(6)均采用光纤陀螺的数字解调电路中的rs422串口。

5.一种高精度光纤陀螺启动特性筛选方法，采用如权利要求1-4任一所述的高精度光纤陀螺启动特性筛选系统，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明涉及光纤陀螺，具体涉及一种高精度光纤陀螺启动特性筛选系统及方法，解决如何判断光纤陀螺的启动特性发生在光路或电路中哪个节点的问题，本发明包括上位机，上位机输出端与光纤陀螺的光源控制端电连接；光谱仪设在光源的光路上，光谱仪与上位机第一输入端电连接，光纤陀螺的光纤陀螺电路包括依次连接的光电转换模块、隔直模块、A/D采样模块、速率解调模块以及积分模块，光电转换模块将来自光源的光信号转换为电信号，积分模块的输出端与上位机第二输入端电连接；在光源与光谱仪之间设有第一数据采集通道，第二至第五数据采集通道设置在相邻模块之间，第六数据采集通道设置在积分模块与上位机之间，所有数据采集通道均与上位机电连接。技术研发人员：汪刚,李云娇,曹慧,陈洪刚,白玉,吴一尘受保护的技术使用者：西安航天精密机电研究所技术研发日：技术公布日：2024/8/1