一種適用于光纖陀螺的定向梯度溫度場響應(yīng)特性測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測試裝置，具體涉及一種適用于光纖陀螺的定向梯度溫度場響應(yīng)特性測試裝置，屬于測試技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖陀螺作為一種全固態(tài)角速度傳感器，在軍事、民事等多個(gè)領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用。目前，高精度光纖陀螺已成為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的重要組成部分。溫度、磁場、輻射、振動等工作環(huán)境的變化均會影響陀螺的性能。其中，光纖陀螺對溫度具有非常高的敏感性，周圍溫度場的變化會對光纖陀螺的輸出精度有直接的影響。在研究陀螺的溫度特性時(shí)，重點(diǎn)研究的是溫度變化所引起的零偏漂移。在光纖陀螺中，光纖環(huán)、Y波導(dǎo)等受溫度的影響會引起零偏變化。其中，光纖環(huán)作為受溫度影響最大的部件，溫度引起的非互易相移即Shupe誤差，與旋轉(zhuǎn)引起的Sagnac相移無法區(qū)分，使得光纖陀螺的最終輸出中除了包含Sagnac相移夕卜，還存在著誤差相位，該誤差相位是零偏誤差的主要原因。因此評價(jià)光纖陀螺的性能時(shí)，對其溫度特性進(jìn)行測試和分析尤為重要。
[0003]在一般環(huán)境下，溫度場比較復(fù)雜，溫箱溫度場通過設(shè)定某一特定溫度不能模擬實(shí)際環(huán)境的溫度場，使用溫箱進(jìn)行溫度試驗(yàn)時(shí)，無法真實(shí)的評價(jià)光纖陀螺在實(shí)際環(huán)境中的溫度場下的性能。
[0004]在空間環(huán)境下，熱量的傳遞方式具有特殊性，即熱量的傳遞為直接傳導(dǎo)方式。目前國內(nèi)在研究空間用光纖陀螺溫度測試方面，沒有針對空間環(huán)境的特殊性設(shè)計(jì)專用的測試設(shè)備。而試驗(yàn)時(shí)使用的普通溫箱整個(gè)腔體不密閉，溫箱內(nèi)除了存在熱傳導(dǎo)外，還存在熱對流。使用該類溫箱進(jìn)行溫度試驗(yàn)時(shí)，箱內(nèi)的熱對流會在光纖環(huán)上產(chǎn)生附加的溫度梯度，從而增大相位誤差，對測試結(jié)果產(chǎn)生影響，導(dǎo)致無法真實(shí)地評價(jià)光纖陀螺的性能。
[0005]為此，需要分別針對不同的溫度場的影響進(jìn)行測試和分析，這是建立可信的溫度模型的基礎(chǔ)，也是陀螺溫度特性評價(jià)的依據(jù)。然而，目前只能對均勻溫度場的影響進(jìn)行測試和評估，不滿足實(shí)際要求。針對實(shí)際環(huán)境的特殊性，需要對不同溫度場進(jìn)行模擬，特別是梯度溫度場的模擬和評估，從而研究復(fù)雜溫度場情況下對光纖陀螺的性能影響規(guī)律。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種適用于光纖陀螺的定向梯度溫度場響應(yīng)特性測試裝置，使得光纖陀螺測試環(huán)境更接近于實(shí)際溫度環(huán)境狀態(tài)。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]—種適用于光纖陀螺的定向梯度溫度場響應(yīng)特性測試裝置，由計(jì)算機(jī)、多路溫度控制器、多個(gè)可控溫加熱/制冷模塊、柔性傳熱板(或柔性傳熱環(huán))、溫度場監(jiān)測模塊組成；每個(gè)可控溫加熱/制冷模塊由散熱器、熱電制冷器(1mmX 1mm)、溫度傳感頭和導(dǎo)熱薄板組成，溫度傳感頭采用鉑電阻；溫度場監(jiān)測模塊由多個(gè)溫度傳感器組成。
[0009]多個(gè)可控溫加熱/制冷模塊可以根據(jù)具體要求組成平行平板形、環(huán)形等多種特定形狀并且每個(gè)可控溫加熱/制冷模塊可以通過計(jì)算機(jī)設(shè)定不同的溫度，從而模擬復(fù)雜溫度場；柔性傳熱板(或柔性傳熱環(huán))也可根據(jù)多個(gè)可控溫加熱/制冷模塊組成的結(jié)構(gòu)形成特殊形狀；柔性傳熱板(或柔性傳熱環(huán))可以采用導(dǎo)熱石墨墊或?qū)峁鑹|，柔性傳熱板(或柔性傳熱環(huán))與多個(gè)可控溫加熱/制冷模塊之間用導(dǎo)熱硅膠粘接。
[0010]每個(gè)可控溫加熱/制冷模塊中的熱電制冷器的兩根電纜、溫度傳感頭的兩根電纜分別與多路溫度控制器連接；多路溫度控制器通過電纜與計(jì)算機(jī)連接；多路溫度控制器預(yù)留了溫度場監(jiān)測模塊的接口，在需要測量溫度場內(nèi)部某些特定位置的溫度時(shí)，可以在多路溫度控制器中連接溫度場監(jiān)測模塊，溫度場監(jiān)測模塊可以由多個(gè)鉑電阻溫度傳感器通過特定排列形成，用于監(jiān)測溫度場不同位置的溫度。
[0011]多路溫度控制器具有分別控制各個(gè)可控溫加熱/制冷模塊、采集溫度場監(jiān)測模塊中各個(gè)溫度傳感器的溫度值和與計(jì)算機(jī)通訊的功能；通過計(jì)算機(jī)對每一個(gè)可控溫加熱/制冷模塊的溫度進(jìn)行設(shè)定，溫度設(shè)定值傳輸?shù)蕉嗦窚囟瓤刂破鳎嗦窚囟瓤刂破鞲鶕?jù)每一個(gè)溫度設(shè)定值通過溫控芯片控制熱電制冷器的電流對導(dǎo)熱薄板進(jìn)行加熱/制冷，并利用溫度傳感頭所采集的溫度信號形成反饋回路，對所設(shè)定的溫度形成閉環(huán)控制，最終分別達(dá)到設(shè)定溫度值，形成可以任意設(shè)定的溫度場；散熱器對熱電制冷器發(fā)熱面進(jìn)行散熱保證其長期正常工作；溫度傳感頭放置在導(dǎo)熱薄板的下表面，可用于監(jiān)測溫度場的邊緣溫度。
[0012]溫度場監(jiān)測模塊中的多個(gè)溫度傳感器測量的溫度值由多路溫度控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)采集并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，通過對多個(gè)溫度傳感器進(jìn)行特定排列，可以重構(gòu)出整個(gè)溫度場內(nèi)部的溫度分布情況。
[0013]本發(fā)明所提供的適用于光纖陀螺的定向梯度溫度場響應(yīng)特性測試裝置的優(yōu)點(diǎn)在于:針對實(shí)際溫度環(huán)境具有的特殊性，設(shè)計(jì)了一種適用于光纖陀螺的定向梯度溫度場響應(yīng)特性測試裝置，可以產(chǎn)生任意設(shè)定的接近實(shí)際環(huán)境的溫度場，并通過熱傳導(dǎo)或熱對流方式將熱量傳遞給待測光纖陀螺，使光纖陀螺的測試環(huán)境更接近于實(shí)際溫度環(huán)境的狀態(tài)，可真實(shí)確定實(shí)際環(huán)境的溫度場對陀螺性能的影響，為建立光纖陀螺在復(fù)雜溫度場下的溫度模型和實(shí)現(xiàn)光纖陀螺的溫度特性的定量評估提供了先進(jìn)、可信的裝置。
【附圖說明】
[0014]圖1為適用于光纖陀螺定向梯度溫度場響應(yīng)特性測試裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為環(huán)形結(jié)構(gòu)的溫度場裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為可控溫加熱/制冷模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為適用于光纖陀螺定向梯度溫度場響應(yīng)測試裝置控制系統(tǒng)框圖；
[0018]圖中:1.計(jì)算機(jī)，2.多路溫度控制器，3.可控溫加熱/制冷模塊，4.柔性傳熱板，5.柔性傳熱環(huán)，6.散熱器，7.熱電制冷器，8.溫度傳感頭，9.導(dǎo)熱薄板，10.溫度場監(jiān)測模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0020]實(shí)施例1:
[0021]—種適用于光纖陀螺的定向梯度溫度場響應(yīng)特性測試裝置由計(jì)算機(jī)1、多路溫度控制器2、多個(gè)可控溫加熱/制冷模塊3-1、3-2、......、3-2n及柔性傳熱板4_1、4_2組成；
柔性傳熱板4-1、4-2與兩組平行排列的可控溫加熱/制冷模