Математическая модель теплового дрейфа волоконно-оптического гироскопа и ее экспериментальная верификация

И.А. Есипенко, Д.А. Лыков

ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2017. № 5

Есипенко Иван Александрович

— инженер-конструктор АО «Пермская научно-про-

изводственная приборостроительная компания» (Российская Федерация, 614990,

Пермь, ул. 25 Октября, д. 106).

Лыков Даниил Андреевич

— инженер-конструктор АО «Пермская научно-производ-

ственная приборостроительная компания» (Российская Федерация, 614990, Пермь,

ул. 25 Октября, д. 106), студент магистратуры кафедры «Вычислительная математика и

механика» Пермского национального исследовательского политехнического универси-

тета (Российская Федерация, 614990, Пермь, Комсомольский пр-т, д. 29).

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Есипенко И.А., Лыков Д.А. Математическая модель теплового дрейфа волоконно-опти-

ческого гироскопа и ее экспериментальная верификация // Вестник МГТУ им. Н.Э. Бау-

мана. Сер. Приборостроение. 2017. № 5. C. 31–46. DOI: 10.18698/0236-3933-2017-5-31-46

MATHEMATICAL MODEL OF THERMAL DRIFT OF A FIBER-OPTIC

GYROSCOPE AND ITS EXPERIMENTAL VERIFICATION

I.A. Esipenko

esipenkoivan@gmail.com

D.A. Lykov

1, 2

lykovdaperm@gmail.com

JSC Perm Scientific and Production Instrument Company, Perm, Russian Federation

Perm National Research Polytechnic University, Perm, Russian Federation

Abstract

Keywords

The article presents a model of thermal drift of a fiber-optic

gyroscope (FOG), caused by the thermal transition process.

The model includes thermo-optical and elastooptical effects.

To find the temperature and strain fields in the fiber circuit,

we set up an uncoupled quasistationary thermoelasticity

problem. As an impact, we considered the environment hea-

ting at a rate of 1 °C / min, followed by a steady-state output.

We performed the numerical solution of the problem by the

finite element method in the

ANSYS

software package. The

study also shows the distributions of the temperature and

strain rates along the fiber over time. The analysis of the calcu-

lated data allowed us to establish the qualitative and quantita-

tive features of the drift components caused by the above

effects, and to adopt simplifying hypotheses for the working

drift model. The experiments performed with three fiber

circuits showed satisfactory compliance with the calculated

data

Fiber-optic gyroscope, thermal drift,

thermal transition process, finite

element method

Received 18.01.2017

REFERENCES

[1]

Sheremet'yev A.G. Volokonnyy opticheskiy giroskop [The fiber-optic gyroscope]. Moscow,

Radio i svyaz' Publ., 1987. 152 p.