CN116050192B - 一种用于光纤陀螺发射验证的模型构建方法 - Google Patents

一种用于光纤陀螺发射验证的模型构建方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及光纤陀螺精度控制领域，尤其涉及一种用于光纤陀螺发射验证的模型构建方法，通过建立第一连接线发射电磁辐射，第二连接线接收感应电动势的发射验证模型，从理论上得出了第二轴Y波导两端实际电压与理论电压之间误差计算方法，应用此方法确定第二轴Y波导的误差电压，并将误差电压补偿给第二轴Y波导的实际电压，有效的减小Y波导两端实际电压与理论电压之间误差，使最终输出的测量结果更加准确。

Description

一种用于光纤陀螺发射验证的模型构建方法
技术领域
本发明涉及光纤陀螺精度控制技术领域，尤其涉及一种用于光纤陀螺发射验证的模型构建方法。
背景技术
在电子线路中，裸露的、没有电磁屏蔽措施的元器件是电磁辐射的干扰源，会向周围空间辐射电磁波，同时也是敏感设备，从周围空间接收电磁波。通有交变电流的一段金属导线能够向空间发射交替变化的感应电场和感应磁场。同样的，空间中交变的电磁场在遇到金属导线时又可以感应出交变的电流。
逻辑电路和Y波导之间有两条长度很短的金属细直导线连接，通过改变Y波导两端电压对光纤陀螺的相位进行调制。在光纤陀螺工作时，当其中第一轴Y波导两侧的连接线通有变化的电流时，产生电磁辐射；同时第二轴Y波导的连接线接收到这个电磁干扰从而产生干扰电压。Y波导的连接线既是产生电磁辐射的干扰源，同时也是接收来自其他轴Y波导连接线电磁干扰的敏感器件，导致了Y波导两端实际电压与理论电压有误差，建立第一轴Y波导的连接线到第二轴Y波导的连接线的发射验证的模型成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种用于确定Y波导两端实际电压与理论电压的误差的用于光纤陀螺发射验证的模型构建方法。
本发明提供一种用于光纤陀螺发射验证的模型构建方法，包括如下步骤：
S1.建立空间发射器模型：将第一轴Y波导工作时，设于第一轴Y波导内的第一连接线作为发射器，将所述第一连接线置于坐标原点，取z轴为电流正向，
Figure SMS_1
为振幅值，/>
Figure SMS_2
为电流的角频率，第一连接线的电场的辐射公式如下：
Figure SMS_3
（1），
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（2），
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表示球坐标中距球中心距离分量、/>
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S2.建立空间感应电动势模型：与第一连接线相切的分量
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是分量/>
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在第一连接线平面与第一连接线的夹角，分量/>
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为电场
Figure SMS_23
与第一连接线平面平行的分量，则第一连接线的感应电动势/>
Figure SMS_24
为：
Figure SMS_25
（4）
S3.计算第二连接线的电场分量
Figure SMS_26
：
第一连接线产生电磁辐射被第二连接线接收从而产生感应电动势，且第一连接线与第二连接线所在平面相互垂直，则第一连接线产生的电场
Figure SMS_27
在第二连接线处的分量/>
Figure SMS_28
为：
Figure SMS_29
（5）
S4.计算第二连接线的感应电动势：
将式（5）代入式（4），得到第二连接线接收第一连接线的感应电动势为：
Figure SMS_30
（6）
S5.输出发射验证模型：将式（1）、式（2）代入式（6）得到：
Figure SMS_31
（7）
式（7）为第一连接线发射电磁辐射，第二连接线接收感应电动势的发射验证模型。
根据本发明提供的步骤S1中在第一连接线的长度
Figure SMS_32
远小于波长/>
Figure SMS_33
的条件下，第一连接线上的电流大小和相位均相同。
根据本发明提供的步骤S1中将第一连接线等效为电基本振子。
根据本发明提供的步骤S2中电场
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分解成与第一连接线平面垂直的分量/>
Figure SMS_35
和与第一连接线平面平行的分量/>
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，其中分量/>
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与第一连接线垂直，不产生感应电动势。
根据本发明提供的步骤S3中第二连接线设于第二轴Y波导内，其中第一轴Y波导与第二轴Y波导所在平面相互垂直。
本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
通过建立第一连接线发射电磁辐射，第二连接线接收感应电动势的发射验证模型，从理论上得出了第二轴Y波导两端实际电压与理论电压之间误差计算方法，应用此方法确定第二轴Y波导的误差电压，并将误差电压补偿给第二轴Y波导的实际电压，有效的减小Y波导两端实际电压与理论电压之间误差，使最终输出的测量结果更加准确。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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他的附图。
图1是本发明提供的电磁辐射模型示意图。
图2是本发明提供的感应电动势模型示意图。
图3是本发明提供的第一连接线与第二连接线位置空间示意图。
附图标记：
1．第一连接线，2.第二连接线。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
下面结合图1-图3描述本发明的一种基于用于光纤陀螺发射验证的模型构建方法。
第一轴Y波导工作时，设于其内的第一连接线1是一段载有较高频率电流的金属细直导线，该段导线未做任何屏蔽处理（陀螺其它部分都有屏蔽处理），取如图1所示的坐标系，第一连接线置于坐标原点，取z轴为电流正向。第一连接线的长度
Figure SMS_38
远小于波长/>
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，一般是三个数量级以上，可认为第一连接线上的电流大小和相位均相同，/>
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为振幅值，/>
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为电流的角频率，这段第一连接线可等效为电基本振子，其电场的辐射公式如下：
Figure SMS_42
（1）
Figure SMS_43
（2）
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（3）
式中，
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表示球坐标中距球中心距离分量、/>
Figure SMS_50
表示球坐标中纬度分量、/>
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为自由空间的介电常数，/>
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为自由空间的导磁率，/>
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为虚数，
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Figure SMS_47
为球坐标中距球中心距离为/>
Figure SMS_51
的点的振荡相位。
如图2所示，空间中交变的电磁场会在第一连接线上产生感应电动势，电场
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可分解成与第一连接线平面垂直的分量/>
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和与第一连接线平面平行的分量/>
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，分量/>
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与第一连接线垂直，不能产生感应电动势，与第一连接线相切的分量/>
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是分量/>
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在第一连接线平面与第一连接线的夹角，第一连接线的长度为/>
Figure SMS_58
，则第一连接线的感应电动势/>
Figure SMS_62
为：
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（4）
假设第一连接线1产生电磁辐射被第二轴Y波导中的第二连接线2接收从而产生感应电动势，第一连接线1与第二连接线2的位置关系如图3所示，第一轴Y波导与第二轴Y波导所在平面相互垂直，即第一连接线与第二连接线所在平面相互垂直，则第一连接线1产生的电场
Figure SMS_68
在第二连接线2处的分量/>
Figure SMS_69
为：
Figure SMS_70
（5）
将（5）代入（4），得到第二连接线2接收第一连接线1的感应电动势为：
Figure SMS_71
（6）
将（1）、（2）代入（6）有：
Figure SMS_72
（7）
上式（7）即为第一连接线发射电磁辐射，第二连接线接收感应电动势的计算模型。
通过建立第一连接线发射电磁辐射，第二连接线接收感应电动势的发射验证模型，从理论上得出了第二轴Y波导两端实际电压与理论电压之间误差计算方法，应用此方法确定第二轴Y波导的误差电压，并将误差电压补偿给第二轴Y波导的实际电压，有效的减小Y波导两端实际电压与理论电压之间误差，使最终输出的测量结果更加准确。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种用于光纤陀螺发射验证的模型构建方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.建立空间发射器模型：将第一轴Y波导工作时，设于第一轴Y波导内的第一连接线作为发射器，将所述第一连接线置于坐标原点，取z轴为电流正向，
Figure QLYQS_1
为振幅值，/>
Figure QLYQS_2
为电流的角频率，第一连接线的电场的辐射公式如下：
Figure QLYQS_3
（1），
Figure QLYQS_4
（2），
Figure QLYQS_5
（3），
式中，
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Figure QLYQS_13
表示球坐标中纬度分量、/>
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的点的振荡相位；
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在第一连接线平面与第一连接线的夹角，分量/>
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与第一连接线平面平行的分量，则第一连接线的感应电动势/>
Figure QLYQS_24
为：
Figure QLYQS_25
（4）
S3.计算第二连接线的电场分量
Figure QLYQS_26
：
第一连接线产生电磁辐射被第二连接线接收从而产生感应电动势，且第一连接线与第二连接线所在平面相互垂直，则第一连接线产生的电场
Figure QLYQS_27
在第二连接线处的分量/>
Figure QLYQS_28
为：
Figure QLYQS_29
（5）
S4.计算第二连接线的感应电动势：
将式（5）代入式（4），得到第二连接线接收第一连接线的感应电动势为：
Figure QLYQS_30
（6）
S5.输出发射验证模型：将式（1）、式（2）代入式（6）得到：
Figure QLYQS_31
（7）
式（7）为第一连接线发射电磁辐射，第二连接线接收感应电动势的发射验证模型。
2.根据权利要求1所述的一种用于光纤陀螺发射验证的模型构建方法，其特征在于，步骤S1中在第一连接线的长度
Figure QLYQS_32
远小于波长/>
Figure QLYQS_33
的条件下，第一连接线上的电流大小和相位均相同。/>
3.根据权利要求1所述的一种用于光纤陀螺发射验证的模型构建方法，其特征在于，步骤S1中将第一连接线等效为电基本振子。
4.根据权利要求1所述的一种用于光纤陀螺发射验证的模型构建方法，其特征在于，步骤S2中电场
Figure QLYQS_34
分解成与第一连接线平面垂直的分量/>
Figure QLYQS_35
和与第一连接线平面平行的分量
Figure QLYQS_36
，其中分量/>
Figure QLYQS_37
与第一连接线垂直，不产生感应电动势。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种用于光纤陀螺发射验证的模型构建方法，其特征在于，步骤S3中第二连接线设于第二轴Y波导内，其中第一轴Y波导与第二轴Y波导所在平面相互垂直。
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