一種制作帶有溫度傳感器光纖陀螺的方法及其光纖陀螺的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于光纖陀螺，具體涉及一種制作帶有溫度傳感器光纖陀螺的
[0002]方法及其光纖陀螺。
【背景技術】
[0003]目前，光纖陀螺的溫度性能是制約其工程化應用的關鍵，主要是由于溫度shupe效應導致陀螺在使用溫度范圍內發生零位偏移，從而嚴重損害陀螺的使用精度，尤其是高精度光纖陀螺，影響程度更加嚴重。提高光纖陀螺的溫度性能主要從光纖環制作和后期對陀螺實行溫度補償兩方面來解決，前者是后者的基礎。在實際工程應用中，為了得到最優的溫度補償效果，要求光纖環的溫度性能必須與溫度及溫度變化率之間具有非常好的規律性，形成確定的函數關系，并盡量減小函數中變量的數量，保證變量系數的穩定性。然而，在某些大尺寸光纖環(平均直徑100mm，徑向厚度8mm)的高精度型號應用中發現，雖然光纖環的輸出隨溫度變化的幅值被有效地壓制下來，并且與溫度之間形成了很好的規律性，但是，在實際的溫度補償中仍然不能得到很好的補償效果，陀螺全溫精度僅提高了 5?7倍，沒有達到0.01° /h的預期精度要求。而在某型小型化光纖陀螺中，按照這種方法進行的溫度補償，其效果往往可以達到10?15倍，如此推算，在大尺寸的高精度光纖陀螺中應該能夠達到全溫0.01° /h的指標要求。但具體尺寸仍需通過實驗得到。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供一種帶有溫度傳感器的光纖陀螺。
[0005]本發明是這樣實現的:一種制作帶有溫度傳感器光纖陀螺的方法，其特征在于，包括下述步驟:
[0006]步驟一:測量
[0007]測量能夠容納光纖陀螺的空間大小。在測量時假設制作好的光纖陀螺為中空圓柱體，測量光纖陀螺可能的最大半徑和厚度。
[0008]步驟二:計算
[0009]用κ膠，K%分別表示包裹膠粘劑和光纖環的導熱率，L膠，分別為包裹膠粘劑和光纖環的厚度，通過下述公式計算包裹膠粘劑的參數，
[0010]K jr * Ljg=環
[0011]上式中K %和為已知量，LK的最大值受步驟一測量結果限定
[0012]步驟三:包裹膠粘劑
[0013]查找所有可用的包裹膠粘劑的導熱率κ κ，并利用步驟二的公式驗證該包裹膠粘劑是否符合要求。
[0014]步驟四:制作光纖陀螺
[0015]將光纖環至于中心，灌膠，制作光纖陀螺。
[0016]如上所述的一種制作帶有溫度傳感器光纖陀螺的方法，其中，所有符合步驟一和步驟二條件的包裹膠粘劑均是可以選用的。
[0017]如上所述的一種制作帶有溫度傳感器光纖陀螺的方法，其中，包裹膠粘劑的厚度最小不得小于8mm。
[0018]一種帶有溫度傳感器光纖陀螺，包括作為核心的光纖環，在光纖環上設置溫度傳感器，光纖環和溫度傳感器共同設置在包裹膠粘劑中，溫度傳感器的數據輸出線伸出包裹膠粘劑外，且光纖環和包裹膠粘劑滿足κ膠.LK= κ %.L%，其中κ κ，K %分別表示包裹膠粘劑和光纖環的導熱率，LK, 分別為包裹膠粘劑和光纖環的厚度。
[0019]本發明的效果是:本發明的光纖陀螺提高了針對陀螺進行的溫度輸出曲線擬合精度，減小了補償后陀螺的零位波動幅度，提高了光纖陀螺在使用溫度范圍內(_40°C?60°C)的精度。補償后的曲線僅存在由于擬合誤差導致的輸出波動，而由溫度延遲導致的波動被明顯消除。陀螺整體的精度滿足了全溫0.01° /h的精度要求。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明提供帶有溫度傳感器的光纖陀螺的結構示意圖。
[0021]圖中:1.包裹膠粘劑、2.光纖環、3.溫度傳感器。
【具體實施方式】
[0022]一種制作帶有溫度傳感器光纖陀螺的方法，包括下述步驟:
[0023]步驟一:測量
[0024]測量能夠容納光纖陀螺的空間大小。在測量時假設制作好的光纖陀螺為中空圓柱體，測量光纖陀螺可能的最大半徑和厚度。
[0025]步驟二:計算
[0026]由于制作好的光纖陀螺包括作為核心的光纖環和包裹住光纖環的包裹膠粘劑，因此用κ膠，κ %分別表示包裹膠粘劑和光纖環的導熱率，LK，I^分別為包裹膠粘劑和光纖環的厚度，則通過下述公式計算包裹膠粘劑的參數，
[0027]匕膠*[膠=匕環.！^環
[0028]上式中κ %和為已知量，LK的最大值受步驟一測量結果限定
[0029]步驟三:包裹膠粘劑
[0030]由于步驟一限定了包裹膠粘劑的最大半徑，κ %和的乘積限定了另一個判定條件，因此技術人員可以用檢索的方式查找市場上所有的包裹膠粘劑的導熱率κ κ，并利用步驟二的公式驗證該包裹膠粘劑是否符合要求。
[0031 ] 所有符合步驟一和步驟二條件的包裹膠粘劑均是可以選用的。
[0032]步驟四:制作光纖陀螺
[0033]將光纖環至于中心，按照灌膠的傳統方法進行灌膠，制作光纖陀螺，包裹膠粘劑的厚度最小不得小于8mm。
[0034]如附圖1所示，一種帶有溫度傳感器光纖陀螺，包括作為核心的光纖環2，在光纖環2上設置溫度傳感器3，光纖環2和溫度傳感器3共同設置在包裹膠粘劑1中，溫度傳感器3的數據輸出線伸出包裹膠粘劑1外，且光纖環2和包裹膠粘劑1滿足κ膠.LK= κ環.L環，其中κ膠，κ %分別表示包裹膠粘劑和光纖環的導熱率，L膠，L環分別為包裹膠粘劑和光纖環的厚度。
【主權項】
1.一種制作帶有溫度傳感器光纖陀螺的方法，其特征在于，包括下述步驟: 步驟一:測量 測量能夠容納光纖陀螺的空間大小，在測量時假設制作好的光纖陀螺為中空圓柱體，測量光纖陀螺可能的最大半徑和厚度， 步驟二:計算 用κ κ，κ %分別表示包裹膠粘劑和光纖環的導熱率，分別為包裹膠粘劑和光纖環的厚度，通過下述公式計算包裹膠粘劑的參數， κ膠.L膠=κ環.L環 上式中κ %和1^為已知量，LK的最大值受步驟一測量結果限定 步驟三:包裹膠粘劑 查找所有可用的包裹膠粘劑的導熱率κ κ，并利用步驟二的公式驗證該包裹膠粘劑是否符合要求， 步驟四:制作光纖陀螺 將光纖環至于中心，灌膠，制作光纖陀螺。2.如權利要求1所述的一種制作帶有溫度傳感器光纖陀螺的方法，其特征在于:所有符合步驟一和步驟二條件的包裹膠粘劑均是可以選用的。3.如權利要求1或2所述的一種制作帶有溫度傳感器光纖陀螺的方法，其特征在于:包裹膠粘劑的厚度最小不得小于8mm。4.一種帶有溫度傳感器光纖陀螺，包括作為核心的光纖環(2)，在光纖環(2)上設置溫度傳感器(3)，光纖環(2)和溫度傳感器(3)共同設置在包裹膠粘劑(1)中，溫度傳感器(3)的數據輸出線伸出包裹膠粘劑(1)外，且光纖環(2)和包裹膠粘劑(1)滿足κ κ.L膠=κ %.L%，其中κ膠，κ %分別表示包裹膠粘劑和光纖環的導熱率，L膠，分別為包裹膠粘劑和光纖環的厚度。
【專利摘要】本發明屬于光纖陀螺，具體涉及一種制作帶有溫度傳感器光纖陀螺的方法及其光纖陀螺。一種帶有溫度傳感器光纖陀螺，包括作為核心的光纖環，在光纖環上設置溫度傳感器，光纖環和溫度傳感器共同設置在包裹膠粘劑中，溫度傳感器的數據輸出線伸出包裹膠粘劑外，且光纖環和包裹膠粘劑滿足κ膠·L膠＝κ環·L環，其中κ膠，κ環分別表示包裹膠粘劑和光纖環的導熱率，L膠，L環分別為包裹膠粘劑和光纖環的厚度。本發明的效果是：本發明的光纖陀螺提高了針對陀螺進行的溫度輸出曲線擬合精度，減小了補償后陀螺的零位波動幅度，提高了光纖陀螺在使用溫度范圍內(-40℃～60℃)的精度。
【IPC分類】G01C19/72, G01C25/00
【公開號】CN105318867
【申請號】CN201410346407
【發明人】畢聰志, 孫國飛, 那永林, 李麗坤, 胡斌, 李宗利, 于懷勇, 于昌龍, 楊紀剛, 張麗哲, 吳衍記
【申請人】北京自動化控制設備研究所
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年7月21日