.1 系統構成

光纖陀螺教學實驗系統主要用于光纖陀螺原理的實驗和演示，光纖陀螺放置于一個專用的兩軸轉臺上，結合測控計算機可以完成相關的實驗內容。光纖陀螺的外殼蓋板采用高透明度亞克力材料，超輻射光源、光纖耦合器、光電探測器、光相位調節器、光路（光纖環）等部件及其連接結構清晰可見，通過聲光電顯示指示對應名稱和功能，也可以顯示工作過程；可顯示光纖陀螺Sagnac干涉儀輸出變化，結合轉臺可以完成光纖陀螺儀尋北實驗。

圖2-1  光纖陀螺教學實驗演示裝置

圖2-2 系統連接圖

2 光纖陀螺儀

光纖陀螺儀部分由五個光纖核心元件構成，分別為超輻射發光光源、保偏耦合器、集成光學相位調制器、光纖環圈與探測器。調制解調部分為數字閉環調制解調方式，采用方波做為偏置調制，數字階梯波作為閉環反饋控制機制。該結構為國際光纖陀螺主流方案配置，具有很高的實用價值。

為便于觀察陀螺工作方式，陀螺外殼設計為有機玻璃外殼，內部光學元件按照光信號流程布局，并在相應位置加以標明，有助于了解光纖陀螺儀的光路總體結構。

圖2-3 光纖陀螺

3 性能指標

3.1 光纖陀螺演示儀

• 測量范圍：±500°/s
• 零偏穩定性：≦2°/h
• 標度因數重復性：≦20ppm
• 數據刷新率：>100Hz
• 頻帶寬度：>200Hz
• 光纖陀螺演示儀光纖環尺寸：>180mm外殼采用高透明度亞克力材料，超輻射光源、光纖耦合器、光電探測器、光相位調節器、光路（光纖環）等部件及其連接結構清晰可見；
• 帶有觸摸互動功能，學員可以通過觸摸相應部位對應的部件可通過聲光顯示指示對應名稱和功能，也可以顯示工作過程；
• 外接輸出階梯波反饋信號，觀察閉環反饋工作過程；探測器輸出交流閉環信號接口，觀察實際閉環條件下的輸出工作狀態；
• 外接監視器，用于觀察Sagnac干涉儀輸出干涉條紋在陀螺實際工作狀態下干涉場的變化。

3.2 電動轉臺

• 縱軸和橫軸轉動角度范圍：360°連續無限（無外接測試電纜時）；
• 角位置測量分辨率：±5’；
• 控制到位精度：±5’
• 速率范圍：0～50 º/s；
• 數據更新率：>20Hz；
• 通訊波特率：115200 bps

4 電動轉臺測控軟件使用

4.1 軟件介紹

光纖陀螺實驗系統的軟件包含：

1） 轉臺控制軟件，

2） 光纖陀螺數據采集軟件，

3） 光纖陀螺演示軟件，

4） 實驗互動應用軟件APP（適用于安卓手機或平板電腦）

4.2實驗目的和要求

1）光纖陀螺構成及基本原理實驗，重點理解Sagnac效應。

2）光纖陀螺輸出角速率測量及比對實驗；

3）光纖陀螺角電壓振幅的變化比對實驗；

4）光纖陀螺儀尋北實驗。

5、適用課程

導航原理、慣性傳感器原理、慣性導航原理、導航制導與控制、飛行控制原理、無人機實訓實驗、新型光電傳感器、傳感器原理及應用等。