本发明属于光纤陀螺领域，涉及一种光纤陀螺环组件在加速度场下形变抑制装置及方法。
背景技术：
光纤陀螺是没有活动部件的全固态陀螺仪，其核心技术在于光纤环技术，光纤环直接决定了光纤陀螺的最终精度，其中由于在不稳定的复杂使用环境中，容易受到剧烈振动或不稳定的加速场下会引起光纤环组件中壳套与光纤环发生不同程度形变以导致光纤环与壳套发生碰撞，这些问题影响了光纤陀螺的精度和稳定性，进而限制了其应用的广泛性。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种光纤陀螺环组件在加速度场下形变抑制装置及方法，从结构层面直接抑制光纤陀螺环组件壳的形变，扩大了其环境适应性和数据准确性。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种光纤陀螺环组件在加速度场下形变抑制装置，包括压电感应铺层和压电驱动铺层；
压电感应铺层平铺在光纤陀螺环组件的光纤环壳顶部，压电驱动铺层与光纤陀螺环组件的光纤环壳的周面贴合设置，压电感应铺层和压电驱动铺层的位置对应，压电感应铺层和压电驱动铺层均采用压电晶体制成。
优选的，压电感应铺层连接有反相器的输入端，反相器的输出端与压电驱动铺层输入端连接。
进一步，反相器和压电驱动铺层之间串联有电信号处理器。
优选的，压电感应铺层顶部设置有质量块。
优选的，压电感应铺层和压电驱动铺层数量均为多个，压电感应铺层均布在光纤环壳顶部，压电驱动铺层位置与压电感应铺层一一对应。
优选的，压电驱动铺层两个为一组，同一组的压电驱动铺层分别设置在光纤环壳同一位置的内环和外环周面上。
优选的，压电感应铺层和压电驱动铺层与光纤环壳均粘接固定。
优选的，压电晶体采用水晶。
一种基于上述任意一项所述装置的光纤陀螺环组件在加速度场下形变抑制方法，压电感应铺层收到挤压或拉伸后产生电信号，获取压电感应铺层的电信号，将电信号反向处理发送给压电驱动铺层，压电驱动铺层产生与压电感应铺层受力反方向的机械形变。
优选的，采用反相器获取压电感应铺层的电信号，反相器将电信号反向输出至压电驱动铺层。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过压电感应铺层的压电晶体受到挤压或者拉伸会产生电信号，进而给予压电驱动铺层的压电晶体一个反向的电信号，压电晶体将在一定方向上产生机械变形从而达到抑制变形的作用，当外加电场撤去后，该变形也随之消失，可以重复使用，稳定性高。利用其正逆压电效应以控制组件的形变，从结构层面抑制组件的形变，同时充分利用压电材料的晶体响应快等特性，满足使用要求，同时相对于传统数据补偿法，从结构层面直接抑制其组件壳盖的形变，扩大了其环境适应性和数据准确性。
进一步，通过在压电感应铺层和压电驱动铺层之间设置反相器，自动将压电感应铺层的电信号反向处理输出至压电驱动铺层，实现自适应抑制形变。
进一步，电信号处理器能够对电信号进行放大或者缩小处理，使光纤环壳的形变量和压电驱动铺层的抑制形变量分布均匀对等。
进一步，质量块能够加大壳体形变惯性，更容易使压电晶体产生压电效应，利用其惯性作用辅助完成压电晶体的压电效应。
附图说明
图1为本发明的装置俯视图；
图2为本发明的图1的b-b向剖视图；
图3为本发明的电路连接示意图。
其中：1-光纤环壳；2-光纤环；3-质量块；4-压电感应铺层；5-压电驱动铺层；6-反相器；7-电信号处理器；8-外接器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
光纤环2和光纤环壳1为圆环状，光纤环2设置在光纤环壳1内部，光纤环2底部与光纤环壳1内壁底部连接固定，光纤环2内环、外环和顶部均与光纤环壳1内壁间隙设置，处于复杂的加速场下，且在无具体保护措施下，可能会发生碰撞，影响了光纤陀螺的精度和稳定性，进而限制了其应用的广泛性。
如图1所示，为本发明所述的光纤陀螺环组件在加速度场下形变抑制装置，包括压电感应铺层4和压电驱动铺层5。
压电感应铺层4和压电驱动铺层5数量均为多个，压电感应铺层4均匀平铺在光纤陀螺环2组件的光纤环壳1顶部，压电感应铺层4主要起感应传感作用，压电驱动铺层5位置与压电感应铺层4一一对应，压电驱动铺层5与光纤陀螺环2组件的光纤环壳1的周面贴合设置，压电驱动铺层5主要起形变抑制作用，压电驱动铺层5两个为一组，同一组的压电驱动铺层5分别设置在光纤环壳1同一位置的内环和外环周面上，本实施例中，压电感应铺层4数量为八个，压电驱动铺层5的数量为十六个。
如图2所示，压电感应铺层4顶部设置有质量块3，质量块3主要作用是利用其惯性作用辅助完成压电晶体的压电效应。质量块3能够加大壳体形变惯性，更容易使压电晶体产生压电效应。
压电感应铺层4和压电驱动铺层5采用粘接的方式，贴合在光纤环壳1上，质量块3粘接在压电感应铺层4顶部。
如图3所示，压电感应铺层4连接有反相器6的输入端，反相器6的输出端连接有电信号处理器7的输入端，电信号处理器7的输出端与压电驱动铺层5输入端连接，反相器6能够自动将压电感应铺层4的电信号反向处理输出至压电驱动铺层5，实现自适应抑制形变，电信号处理器7能够对电信号进行放大或者缩小处理，使光纤环壳1的形变量和压电驱动铺层5的抑制形变量分布均匀对等；反相器6的输入端和电信号处理器7的输出端均与外接器8的输入端连接，外接器8能够采集压电感应铺层4输出的电信号和压电驱动铺层5输入的电信号，为数据的整理和归纳做基础。
压电感应铺层4和压电驱动铺层5均采用压电晶体制成，本实施例中，压电晶体采用水晶。
光纤组件在加速场下，其壳套外层的压电感应铺层4，通过压电晶体的挤压或者拉伸会产生电信号，传送信号至反相器6，反相器6将电信号反向输出至电信号处理器7，电信号处理器7对电信号进行放大或者缩小处理，最终输出至压电驱动铺层5，压电驱动铺层5产生相对应地反向拉伸或挤压，使其可以准确地实现抑制平衡。水晶(α-石英)是一种有名的压电晶体，晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比，当沿着一定方向受到外力作用时，内部会产生极化现象，使带电质点发生相对位移，从而在晶体表面上产生大小相等符号相反的电荷，通过反相器6对晶体施加电场，晶体将在一定方向上产生机械变形从而达到抑制变形的作用。当外加电场撤去后，该变形也随之消失，可以重复使用，稳定性高。利用其正逆压电效应以控制组件的形变，从结构层面抑制组件的形变，同时充分利用压电材料的晶体响应快等特性，满足使用要求，同时相对于传统数据补偿法，本发明从结构层面直接抑制其组件壳盖的形变，扩大了其环境适应性和数据准确性。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
1.一种光纤陀螺环组件在加速度场下形变抑制装置，其特征在于，包括压电感应铺层(4)和压电驱动铺层(5)；
压电感应铺层(4)平铺在光纤陀螺环(2)组件的光纤环壳(1)顶部，压电驱动铺层(5)与光纤陀螺环(2)组件的光纤环壳(1)的周面贴合设置，压电感应铺层(4)和压电驱动铺层(5)的位置对应，压电感应铺层(4)和压电驱动铺层(5)均采用压电晶体制成。
2.根据权利要求1所述的光纤陀螺环组件在加速度场下形变抑制装置，其特征在于，压电感应铺层(4)连接有反相器(6)的输入端，反相器(6)的输出端与压电驱动铺层(5)输入端连接。
3.根据权利要求2所述的光纤陀螺环组件在加速度场下形变抑制装置，其特征在于，反相器(6)和压电驱动铺层(5)之间串联有电信号处理器(7)。
4.根据权利要求1所述的光纤陀螺环组件在加速度场下形变抑制装置，其特征在于，压电感应铺层(4)顶部设置有质量块(3)。
5.根据权利要求1所述的光纤陀螺环组件在加速度场下形变抑制装置，其特征在于，压电感应铺层(4)和压电驱动铺层(5)数量均为多个，压电感应铺层(4)均布在光纤环壳(1)顶部，压电驱动铺层(5)位置与压电感应铺层(4)一一对应。
6.根据权利要求1所述的光纤陀螺环组件在加速度场下形变抑制装置，其特征在于，压电驱动铺层(5)两个为一组，同一组的压电驱动铺层(5)分别设置在光纤环壳(1)同一位置的内环和外环周面上。
7.根据权利要求1所述的光纤陀螺环组件在加速度场下形变抑制装置，其特征在于，压电感应铺层(4)和压电驱动铺层(5)与光纤环壳(1)均粘接固定。
8.根据权利要求1所述的光纤陀螺环组件在加速度场下形变抑制装置，其特征在于，压电晶体采用水晶。
9.一种基于权利要求1-8任意一项所述装置的光纤陀螺环组件在加速度场下形变抑制方法，其特征在于，压电感应铺层(4)收到挤压或拉伸后产生电信号，获取压电感应铺层(4)的电信号，将电信号反向处理发送给压电驱动铺层(5)，压电驱动铺层(5)产生与压电感应铺层(4)受力反方向的机械形变。
10.根据权利要求9所述的光纤陀螺环组件在加速度场下形变抑制方法，其特征在于，采用反相器(6)获取压电感应铺层(4)的电信号，反相器(6)将电信号反向输出至压电驱动铺层(5)。
技术总结