海军工程大学电气工程学院，湖北 武汉 430033
光纤陀螺（FOG）的零漂补偿是提高其工作精度的主要方法之一。为了实现FOG零漂的实时在线补偿，利用基于增量学习的在线支持向量机回归（Online-SVR）方法建立FOG零漂实时补偿方案，并提出了一种基于滑动平均的温度变化率实时获取方法，可以实现温度变化率的稳定获取以满足在线补偿的要求。通过分析和预处理FOG在-15~50 ℃范围内的实测数据，分别进行径向基神经网络、支持向量机回归以及基于增量学习的在线支持向量机回归建模，并对原始零漂和三种模型补偿后的剩余零漂进行Allan方差分析。结果表明：在线支持向量机回归模型实现在线补偿的同时，具有较其他两种模型更好的补偿精度和稳定性，适用于FOG零漂数据的在线补偿。
光纤光学 光纤陀螺 零漂 滑动平均 在线支持向量机回归 实时补偿 激光与光电子学进展
2022, 59(1): 0106002
国防科技大学 前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
为了减小四频激光陀螺零漂的温度敏感性，对数学补偿模型和安装结构热设计进行了研究。通过高低温实验研究了四频激光陀螺零漂与温度的关系。第一次采用普通铜支架将四频激光陀螺固定在屏蔽盒内，由于两放电支路的温度变化不对称，温度变化率是数学补偿模型的显著项。第二次设计了专用铜支架，使两放电支路的温度对称地变化，因而温度变化率在数学补偿模型中的重要性大大降低。改进支架之后，补偿后的零漂残差从0.018 Hz降低到0.01 Hz，即便采用温度多项式补偿模型也能达到0.012 Hz。这些结果表明：在设计四频激光陀螺系统时，安装结构热设计能够提高数学模型补偿的效果，温度补偿是提高四频激光陀螺的精度的有效方法，在-40~60 °C温度范围内补偿后的百秒标准差达到0.013/((°)·h)。
四频差动激光陀螺 零漂 温度敏感性 温度补偿 热传递 four-frequency differential laser gyro zero drift temperature sensitivity temperature compensation thermal transfer 红外与激光工程
2019, 48(9): 0905005
研究了利用两个声光移频器间的差频抑制谐振式集成光学陀螺中的背向散射噪声。测试了声光移频器的输出特性, 结果表明声光移频器输出功率随调制频率变化。测试并说明了两路声光移频器的功率不平衡会影响环形谐振器的谐振曲线深度和陀螺解调曲线的斜率, 并最终导致陀螺的测量误差。实验中通过补偿声光移频器的输出功率, 有效地克服了声光移频器功率带宽的影响, 陀螺零漂从补偿前的0.28mV降低为0.095mV。
谐振式光学陀螺 声光移频器 背向散射 零点漂移 功率平衡 resonant optical gyroscope acousto-optic frequency shifter back-scattering zero drift power balance
Author Affiliations
Abstract
1 School of Computer Science and Control Engineering, North University of China, Taiyuan, 030051, China
2 Key Laboratory of Instrumentation Science & Dynamic Measurement, Ministry of Education, North University of China, Taiyuan, 030051, China
3 Science and Technology on Electronic Test and Measurement Laboratory, North University of China, Taiyuan, 030051,China
A wireless passive pressure sensor equivalent to inductive-capacitive (LC) resonance circuit and based on alumina ceramic is fabricated by using high temperature sintering ceramic and post-fire metallization processes. Cylindrical copper spiral reader antenna and insulation layer are designed to realize the wireless measurement for the sensor in high temperature environment. The high temperature performance of the sensor is analyzed and discussed by studying the phase-frequency and amplitude-frequency characteristics of reader antenna. The average frequency change of sensor is 0.68 kHz/℃ when the temperature changes from 27℃ to 700℃ and the relative change of twice measurements is 2.12%, with high characteristic of repeatability. The study of temperature-drift characteristic of pressure sensor in high temperature environment lays a good basis for the temperature compensation methods and insures the pressure signal readout accurately.
Pressure sensor wireless passive high temperature zero drift resonant frequency Photonic Sensors
2016, 6(4): 328
国防科学技术大学光电科学与工程学院光电工程系, 湖南 长沙 410073
介绍了国外四频差动激光陀螺（FMDLG）的发展历程和应用现状。通过对FMDLG相关研究资料的调研，归纳了提高FMDLG性能的关键，包括基础理论的研究、基础工艺的提高、腔体的优化设计、电子系统设计和误差补偿技术。概述了国内的FMDLG研制历史和现状，结合自身研制经历，给出了FMDLG需要解决的若干问题。
激光技术 四频差动激光陀螺 光学偏频 零漂 异面腔 激光与光电子学进展
2012, 49(4): 040005
1 西北大学 物理学系，西安 710069
2 西安飞行自动控制研究所， 西安 710065
采用测量侧光谱相对强度的方法研究激光陀螺的增益特性.通过实验得到了陀螺增益随着工作电流的增加而增加，随着总气压的升高会出现饱和增益现象，在总气压大约为4P0时增益取极大值.通过比较铝阴极和另一种阴极材料B的激光陀螺在启动阶段增益随时间变化的特性曲线和对测量数据进行误差分析，发现陀螺的增益稳定性和抗外界环境干扰能力是与阴极材料密切相关的.激光介质的增益和由朗缪尔流效应引起的拍频频移都和产生激光的上下能级粒子数密度差有关，实验结果说明用增益的稳定性可以评价激光陀螺零点漂移稳定性.
侧光谱 相对强度 增益系数 增益稳定性 零点漂移 Side spectrum Relative strength Gain coefficient Gain stability Zero drift
1 深圳大学 电子科学与技术学院 深圳市微纳光子信息技术重点实验室, 广东 深圳 518060
2 浙江大学 信息与电子工程系, 浙江 杭州 310027
偏振波动是谐振式光纤陀螺(R-FOG)的主要噪声之一, 它对信号检测精度具有重要影响。通过矩阵法得到了透过式R-FOG中由偏振波动引起的系统零漂与偏振噪声相关参数、环形谐振腔结构参数间的关系表达式。在一定的透过式R-FOG系统结构参数下, 对上述解析表达式进行了数值拟合, 通过估算可满足高精度透过式R-FOG系统对偏振相关参数的要求, 为偏振波动噪声的理论分析和R-FOG系统的实际搭建提供了理论基础。
集成光学 透过式谐振光纤陀螺 偏振波动 偏振本征态 零漂 guided wave optics transmission resonant fiber-optic gyro polarization-fluctuation eigenstate of polarization zero drift
国防科学技术大学 光电科学与工程学院 光电工程系, 长沙 410073
为了减小差分损耗对四频差动激光陀螺性能的影响, 根据气体激光的半经典理论, 采用数值仿真的方法, 对差分损耗所导致的零漂进行了理论分析。四频差动激光陀螺中4个模式由于偏振态、运行方向的不同而具有不同的单程损耗。激发模的光强和频率与单程损耗有关, 差损的影响如不能在差频中抵消就导致零漂。计算了失谐频率、磁场、腔长、互易偏频、法拉第偏频、多普勒加宽和气压对3种差损系数的影响, 讨论了气压和气比对差损系数的影响。结果表明, 偏振差损的影响可以通过施加磁场消除, 而方向和磁圆二向色性差损无法通过改变磁场和失谐频率消除;改变气压和氖同位素比例可以改变各差损系数, 除了减小差损本身外, 优化增益气体对减小差损零漂也有一定的作用。
激光技术 四频差动激光陀螺 自洽方程组 零漂 差分损耗 laser technique four-frequency differential laser gyro self consistent equations zero drift differential loss
电子科技大学光电信息学院，四川 成都 610054
介绍了基于马赫–曾德尔干涉原理和萨格奈克(Sagnac)效应的马赫–曾德尔型光纤陀螺(MZ 型光纤陀螺)的工作原理。在此基础上，分析了两光纤臂长差对光纤陀螺零位漂移和温度稳定性的影响，指出臂 长差的存在是影响MZ型光纤陀螺系统稳定性和灵敏度的最主要因素。
MZ型光纤陀螺 臂长差 零位漂移 温度稳定性 马赫–曾德尔干涉 MZ–FOG fiber length difference zero drift thermal stability Mach-Zehnder interference
1 重庆邮电大学 光电工程学院光纤通信重点实验室,重庆 400065
2 重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室,重庆 400044
光纤陀螺的静态零位漂移是影响系统测量精度的主要因素,零位漂移的大小主要与开机时间和运行温度有关。分析了开环光纤陀螺(O-FOG)的温度和非线性特性,利用自适应模糊神经网络系统(AFNIS),以时间、温度和输入角速率为参量建立了O-FOG的零漂和刻度因子非线性误差混合模型。通过训练可以使该模型具有较高的精度。实验结果表明,补偿后的O-FOG克服了零漂和刻度因子的非线性对其测量精度的影响,使其在全温范围内的测量精度得到了较大提高,证明了该方法的可行性。
光学器件 光纤陀螺 非线性 自适应模糊神经系统 零漂 刻度因子
