CN106959107B - 一种截面为梯形的高稳定性光纤环的绕法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种截面为梯形的四极对称光纤环的绕法，包括以下步骤：S1：以光纤线的中点为起点，光纤的一端X在绕制工装上以顺时针方向缠绕匝数为N的第一层光纤；S2：光纤的另一端Y以逆时针方向在第二层缠绕匝数为N‑1的光纤，所述第二层的光纤位于下层两个光纤的中间位置；S3：Y以逆时针方向在第三层缠绕匝数为N‑2的光纤；S4：X以顺时针方向在第四层缠绕匝数为N‑3的光纤；S5：依次类推，形成截面为梯形的光纤环。本发明的有益效果：光纤环截面为梯形，增加了整体稳定性，绕制工装结构和光纤环固化工艺简单。
Description
技术领域
本发明涉及光纤陀螺技术领域，特别是一种截面为梯形的高稳定性光纤环的绕法。
背景技术
传统的机械陀螺仪和激光陀螺仪，含有旋转部件和摩擦部件，使用寿命短，动态范围小，成本高等等。光纤陀螺仪与传统的机械陀螺仪和激光陀螺仪相比，全固态，没有旋转部件和摩擦部件，寿命长，动态范围大，结构简单，重量轻，成本低，鉴于诸多优势，光纤陀螺仪在航空、航海和航天等军事和民用领域使用的惯性导航系统得到广泛应用。
光纤环是光纤陀螺仪的核心敏感元件，其品质优劣直接影响光纤陀螺仪的精度和质量，研究高稳定光纤环是研发高精度光纤陀螺仪的重要途径。光纤陀螺的工作原理是基于萨格纳克(Sagnac)效应。萨格纳克效应是相对惯性空间转动的闭环光路中所传播光的一种普遍的相关效应，即在同一闭合光路中从同一光源发出的两束特征相等的光，以相反的方向进行传播，最后汇合到同一探测点。若绕垂直于闭合光路所在平面的轴线，相对惯性空间存在着转动角速度，则正、反方向传播的光束走过的光程不同，就产生光程差，其光程差与旋转的角速度成正比。因而只要知道了光程差及与之相应的相位差的信息，即可得到旋转角速度。
针对相关技术中的问题，提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出了一种截面为梯形的高稳定性光纤环的绕法，增加了整体稳定性。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种截面为梯形的高稳定性光纤环的绕法，包括以下步骤：
S1：以光纤线的中点为起点，光纤的一端X在工字形绕制工装距离工装右端内侧距离为A的位置起以顺时针方向缠绕匝数为N-1的第一层光纤，并在第一层光纤上部左侧1匝光纤的位置缠绕匝数为1的第二层光纤；
其中，N为第一层绕制匝数，距离A为光纤直径；
S2：光纤的另一端Y在工字形绕制骨架右端逆时针方向缠绕匝数为1的第一层光纤，继续以逆时针方向在第一层光纤上缠绕匝数为N-2的第二层光纤，所述第二层光纤位于第一层两匝光纤的中间位置；
S3：Y继续以逆时针方向在第二层光纤上距离绕制骨架左端内侧距离为2A的位置缠绕匝数为N-3的第三层光纤，并在第三层光纤上部左侧两匝光纤的中间位置缠绕匝数为1的第四层光纤，所述第三层光纤位于第二层两匝光纤的中间位置；
S4：X在第三层右侧缠绕匝数为1的第三层光纤，并在第四层以顺时针方向缠绕匝数为N-4的第四层光纤，所述第四层光纤位于第三层两匝光纤的中间位置；
S5：按照上述S1-S4的步骤重复缠绕。
进一步的，所述工字形绕制骨架内槽长度与N倍光纤直径相同。
进一步的，所述工字形绕制骨架内槽高度与光纤直径相同。
本发明的有益效果：通过设置截面为梯形的光纤环为四极对称正交绕制光纤环，且环两侧最外的那根光纤固位于下层两根光纤之间，增加了整体稳定性；且光纤环的三个面处于完全开放状态，固化工艺大为简化，有助于提高固化效果；绕制工装结构简单，加工工艺简单，成本相对较低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是根据本发明实施例所述的一种截面为梯形的高稳定性光纤环的绕法的工字形骨架示意图；
图2是根据本发明实施例所述的一种截面为梯形的高稳定性光纤环的绕法的绕制方法示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，本发明实施例所述的一种截面为梯形的高稳定性光纤环的绕法，包括以下步骤：
S1：在工字形绕制骨架111右端内侧距离为A(1.5倍光纤半径)的位置起以逆时针方向缠绕匝数为19的第一层光纤1-19，并在第一层光纤上部左侧两匝光纤的中间位置缠绕匝数为1的第二层光纤20；
其中，N为绕制匝数，距离A为光纤直径；所述工字形绕制骨架111内槽长度与N倍光纤直径相同，所述工字形绕制骨架111内槽高度与光纤直径相同。
S2：在工字形绕制骨架111右端缠绕匝数为1的第一层光纤21，并以逆时针方向在第一层光纤上缠绕匝数为18的第二层光纤22-39，所述第二层光纤位于第一层两匝光纤的中间位置；
S3：以顺时针方向在第二层光纤上距离绕制骨架左端111内侧距离为2A的位置缠绕匝数为17的第三层光纤40-56，并在第三层光纤上部左侧两匝光纤的中间位置缠绕匝数数1的第四层光纤57，所述第三层光纤位于第二层两匝光纤的中间位置；
S4：在第三层右侧缠绕匝数为1的第三层光纤58，并在第四层以顺时针方向缠绕匝数为16的第四层光纤59-74，所述第四层光纤位于第三层两匝光纤的中间位置；
S5：按照上述S1-S4的步骤重复缠绕8层光纤。
如第一层设为N，则第二层为N-1，依此类推。从图2可见，第一层加第四层匝数之和等于第二层加第三层匝数之和，即梯形绕法具有四极对称的特征。
四极对称绕法分为螺旋和正交两种绕法。本专利采用的是双过渡四极对称正交绕法，绕制后最终产品截面为梯形，并且由于环两侧最外的那根光纤固定于下层两根光纤之间，所以环边稳定性得到了很好的解决。环的三个面处于完全开放状态，固化工艺大为简化，有助于提高固化效果。相比机械陀螺仪和激光陀螺仪，光纤陀螺仪为全固态，没有旋转部件和摩擦部件，寿命长，动态范围大，结构简单，尺寸小，重量轻，加工简单，成本相对较低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种截面为梯形的高稳定性光纤环的绕法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：以光纤线的中点为起点，光纤的一端X在工字形绕制工装距离工字形绕制工装右端内侧为A的位置起以顺时针方向缠绕匝数为N-1的第一层光纤，并在第一层光纤上部左侧1匝光纤的位置缠绕匝数为1的第二层光纤；
其中，N为第一层绕制匝数，A为光纤直径长度；
S2：光纤的另一端Y在工字形绕制骨架右端逆时针方向缠绕匝数为1的第一层光纤，继续以逆时针方向在第一层光纤上缠绕匝数为N-2的第二层光纤，所述第二层光纤位于第一层两匝光纤的中间位置；
S3：Y继续以逆时针方向在第二层光纤上距离绕制骨架左端内侧距离为2A的位置缠绕匝数为N-3的第三层光纤，并在第三层光纤上部左侧两匝光纤的中间位置缠绕匝数为1的第四层光纤，所述第三层光纤位于第二层两匝光纤的中间位置；
S4：X在第三层右侧缠绕匝数为1的第三层光纤，并在第四层以顺时针方向缠绕匝数为N-4的第四层光纤，所述第四层光纤位于第三层两匝光纤的中间位置；
S5：按照上述S1-S4的步骤重复缠绕；
其中，工字形绕制骨架内槽高度与光纤直径相同。
2.根据权利要求1所述的一种截面为梯形的高稳定性光纤环的绕法，其特征在于，所述工字形绕制骨架内槽长度与N倍光纤直径相同。
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| CN101706279A (zh) * | 2009-11-02 | 2010-05-12 | 浙江大学 | 以方形截面预制光纤绕制成的光纤陀螺线圈 |
| CN102376430A (zh) * | 2011-11-08 | 2012-03-14 | 中国西电电气股份有限公司 | 一种电压互感器高压线圈及其制备方法 |
| CN102564413A (zh) * | 2012-01-04 | 2012-07-11 | 武汉长盈通光电技术有限公司 | 一种光纤环圈骨架及其绕法 |
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