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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(shù)】
[0003]目前，光纖陀螺的溫度性能是制約其工程化應(yīng)用的關(guān)鍵，主要是由于溫度shupe效應(yīng)導(dǎo)致陀螺在使用溫度范圍內(nèi)發(fā)生零位偏移，從而嚴(yán)重?fù)p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(yán)重。提高光纖陀螺的溫度性能主要從光纖環(huán)制作和后期對陀螺實(shí)行溫度補(bǔ)償兩方面來解決，前者是后者的基礎(chǔ)。在實(shí)際工程應(yīng)用中，為了得到最優(yōu)的溫度補(bǔ)償效果，要求光纖環(huán)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(guī)律性，形成確定的函數(shù)關(guān)系，并盡量減小函數(shù)中變量的數(shù)量，保證變量系數(shù)的穩(wěn)定性。然而，在某些大尺寸光纖環(huán)(平均直徑100mm，徑向厚度8mm)的高精度型號應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，雖然光纖環(huán)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(guī)律性，但是，在實(shí)際的溫度補(bǔ)償中仍然不能得到很好的補(bǔ)償效果，陀螺全溫精度僅提高了 5?7倍，沒有達(dá)到0.01° /h的預(yù)期精度要求。而在某型小型化光纖陀螺中，按照這種方法進(jìn)行的溫度補(bǔ)償，其效果往往可以達(dá)到10?15倍，如此推算，在大尺寸的高精度光纖陀螺中應(yīng)該能夠達(dá)到全溫0.01° /h的指標(biāo)要求。但具體尺寸仍需通過實(shí)驗(yàn)得到。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種帶有溫度傳感器的光纖陀螺。
[0005]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)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(shí)假設(shè)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(jì)算
[0009]用κ膠，K%分別表示包裹膠粘劑和光纖環(huán)的導(dǎo)熱率，L膠，分別為包裹膠粘劑和光纖環(huán)的厚度，通過下述公式計(jì)算包裹膠粘劑的參數(shù)，
[0010]K jr * Ljg=環(huán)
[0011]上式中K %和為已知量，LK的最大值受步驟一測量結(jié)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(dǎo)熱率κ κ，并利用步驟二的公式驗(yàn)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(huán)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(huán)，在光纖環(huán)上設(shè)置溫度傳感器，光纖環(huán)和溫度傳感器共同設(shè)置在包裹膠粘劑中，溫度傳感器的數(shù)據(jù)輸出線伸出包裹膠粘劑外，且光纖環(huán)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(huán)的導(dǎo)熱率，LK, 分別為包裹膠粘劑和光纖環(huán)的厚度。
[0019]本發(fā)明的效果是:本發(fā)明的光纖陀螺提高了針對陀螺進(jìn)行的溫度輸出曲線擬合精度，減小了補(bǔ)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(nèi)(_40°C?60°C)的精度。補(bǔ)償后的曲線僅存在由于擬合誤差導(dǎo)致的輸出波動，而由溫度延遲導(dǎo)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(fā)明提供帶有溫度傳感器的光纖陀螺的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中:1.包裹膠粘劑、2.光纖環(huán)、3.溫度傳感器。
【具體實(shí)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(shí)假設(shè)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(jì)算
[0026]由于制作好的光纖陀螺包括作為核心的光纖環(huán)和包裹住光纖環(huán)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(huán)的導(dǎo)熱率，LK，I^分別為包裹膠粘劑和光纖環(huán)的厚度，則通過下述公式計(jì)算包裹膠粘劑的參數(shù)，
[0027]匕膠*[膠=匕環(huán).！^環(huán)
[0028]上式中κ %和為已知量，LK的最大值受步驟一測量結(jié)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(shù)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(dǎo)熱率κ κ，并利用步驟二的公式驗(yàn)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(huán)至于中心，按照灌膠的傳統(tǒng)方法進(jìn)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(huán)2，在光纖環(huán)2上設(shè)置溫度傳感器3，光纖環(huán)2和溫度傳感器3共同設(shè)置在包裹膠粘劑1中，溫度傳感器3的數(shù)據(jù)輸出線伸出包裹膠粘劑1外，且光纖環(huán)2和包裹膠粘劑1滿足κ膠.LK= κ環(huán).L環(huán)，其中κ膠，κ %分別表示包裹膠粘劑和光纖環(huán)的導(dǎo)熱率，L膠，L環(huán)分別為包裹膠粘劑和光纖環(huán)的厚度。
【主權(quán)項(xiàng)】
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(shí)假設(shè)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(jì)算 用κ κ，κ %分別表示包裹膠粘劑和光纖環(huán)的導(dǎo)熱率，分別為包裹膠粘劑和光纖環(huán)的厚度，通過下述公式計(jì)算包裹膠粘劑的參數(shù)， κ膠.L膠=κ環(huán).L環(huán) 上式中κ %和1^為已知量，LK的最大值受步驟一測量結(jié)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(dǎo)熱率κ κ，并利用步驟二的公式驗(yàn)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(huán)至于中心，灌膠，制作光纖陀螺。2.如權(quán)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(quán)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(huán)(2)，在光纖環(huán)(2)上設(shè)置溫度傳感器(3)，光纖環(huán)(2)和溫度傳感器(3)共同設(shè)置在包裹膠粘劑(1)中，溫度傳感器(3)的數(shù)據(jù)輸出線伸出包裹膠粘劑(1)外，且光纖環(huán)(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(huán)的導(dǎo)熱率，L膠，分別為包裹膠粘劑和光纖環(huán)的厚度。
【專利摘要】本發(fā)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(huán)，在光纖環(huán)上設(shè)置溫度傳感器，光纖環(huán)和溫度傳感器共同設(shè)置在包裹膠粘劑中，溫度傳感器的數(shù)據(jù)輸出線伸出包裹膠粘劑外，且光纖環(huán)和包裹膠粘劑滿足κ膠·L膠＝κ環(huán)·L環(huán)，其中κ膠，κ環(huán)分別表示包裹膠粘劑和光纖環(huán)的導(dǎo)熱率，L膠，L環(huán)分別為包裹膠粘劑和光纖環(huán)的厚度。本發(fā)明的效果是：本發(fā)明的光纖陀螺提高了針對陀螺進(jìn)行的溫度輸出曲線擬合精度，減小了補(bǔ)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(nèi)(-40℃～60℃)的精度。
【IPC分類】G01C19/72, G01C25/00
【公開號】CN105318867
【申請?zhí)枴緾N201410346407
【發(fā)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(jì)剛, 張麗哲, 吳衍記
【申請人】北京自動化控制設(shè)備研究所
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年7月21日