通过对Shupe误差数学模型进行分析, 确定了引起Shupe误差、导致陀螺零偏误差大的原因之一是闭环光纤陀螺光纤环温度场时空分布不均。利用Ansys Workbench与Icepark软件建立了闭环光纤陀螺敏感单元有限元热模型, 并对该模型进行了瞬态与稳态温度场的仿真分析, 得出通过改进陀螺外罩设计可以使光纤环温度场分布更加均匀, 有助于减小Shupe误差引入的零偏误差。结合仿真结果, 进一步对陀螺外罩的几种热设计方案进行了热仿真分析与定量化设计, 确定了陀螺外罩的最优设计方案: 当内层采用厚度为0.8 mm的软磁合金材料作为隔热层, 外层采用厚度为1.5 mm硬铝材料作为均热层时, 光纤环的温度时空变化率最小。通过对优化方案进行实验验证, 使光纤环在降温过程中温度变化减小了1.8 ℃, 使其最高最低点温度差减小了0.68 ℃。

为消除块状光学玻璃型电流传感器中反射相移对测量精度的影响,提出了一种折射率呈梯度分布的环形磁光玻璃传感头结构。该环形磁光玻璃的内外两侧均为折射率渐变层,中间为折射率均匀层。同时,为便于信号光的输入输出耦合,该环形磁光玻璃上有一定大小的开口。理论分析表明,在一定条件下,光线在环形磁光玻璃中传播时,可不再与玻璃和空气界面接触,从而可以有效地避免反射相移的影响,提高传感器的测量精度。通过数值模拟分析了环形磁光玻璃的结构参数对光线传播轨迹以及有效初始角的影响。结果表明,通过合理设计环形磁光玻璃的结构参数,可以得到具有较大有效初始角且无反射相移的高灵敏度磁光玻璃型电流传感器。