基于漂移布朗运动的光纤陀螺加速贮存寿命评估

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1、文章编号：1005-6734(2010)06-0756-05基于漂移布朗运动的光纤陀螺加速贮存寿命评估马静，苑丹丹，晁代宏，陈淑英（北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京100191）摘要：众多“长期贮存，一次使用”的军事应用需求决定了光纤陀螺的贮存寿命指标的重要性，为此针对在贮存期内具有长寿命、高可靠性特点的光纤陀螺，实施加速贮存退化试验，并采用基于漂移布朗运动的方法，对光纤陀螺的贮存寿命与可靠性进行评估。依据光纤陀螺的贮存故障模式影响及危害性分析结果，确定了加速模型，并结合线性漂移布朗运动的特点，建立了光纤陀螺可靠性评估模型。利用加速贮存退化试验的试验数据对光纤陀螺贮

2、存寿命进行评估，得到了评估结果，从而验证了方法的适用性。关键词：光纤陀螺；漂移布朗运动；贮存寿命评估；可靠性中图分类号：U666.1文献标志码：AAcceleratedstoragelifeevaluationofFOGbasedondriftBrownianmovementMAJing,YUANDan-dan,CHAODai-hong,CHENShu-ying(SchoolofInstrumentScienceandOpto-electronicsEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing

3、100191,China)Abstract:ThestoragelifeofFOG(FiberOpticGyros)isanimportantindexforitsmilitaryapplication.Aimingatthisissue,theacceleratedstoragedegradationtestingisimplementedtotesttheFOGforitslonglifeandhighreliability.TheevaluationbasedondriftBrownianmovementisutilizedtoevaluatethestoragereli

4、abilityandstoragelifeofFOG.Basedonthefailuremodeeffectandcriticalityanalysis(FMECA)resultsofFOG,anacceleratedmodelisestablished.Then,thereliabilityevaluationmodelisgeneratedcombinedwithlineardriftBrownianmovement.UsingthedegradationdataofFOGaccelerationstorage,thestoragelifeofFOGisevaluated.

5、Theevaluatedresultsarereasonable,andthefeasibilityofthemethodisvalidated.Keywords:fiberopticgyro;driftBrownianmovement;storagelifeevaluation;reliability光纤陀螺是一种基于光学Sagnac效应的角速度传感器。近年来，光纤陀螺以其全固态，无需转动和摩擦部件，寿命长、动态范围大、瞬时启动、结构简单、尺寸小、重量轻等优点，逐渐在导弹、装甲车、石油测井、航天器等各个方面得到应用，成为惯性技术领域的主流陀螺[1]。众多“长期贮存，一次使用”

6、的军事应用需求使得光纤陀螺的贮存寿命越来越受用户关注，但是由于国内在光纤陀螺贮存可靠性方面的研究尚不够深入，光纤陀螺的外场贮存寿命数据仍需进一步完备。因此，光纤陀螺的贮存寿命评估成为亟待解决的问题。由于光纤陀螺具有长寿命、高可靠性的特点，为了评估其贮存寿命与可靠性指标，采用加速退化试验的方法可以缩短试验时间，节约成本。由大量文献可知，基于漂移布朗运动的可靠性评估方法比较适合于基于性能退化数据的可靠性评估。因此，本文通过光纤陀螺加速贮存退化试验取得的试验数据，采用基于漂移布朗运动的可靠性评估方法，对光纤陀螺贮存寿命进行评估。收稿日期：2010-07-29；修回日期：2010-10

7、-27基金项目：国防科技重点预研项目（513090601）作者简介：马静（1958—），女，高级工程师，从事光纤陀螺及相关技术研究。E-mail：majing@buaa.edu.cn第6期马静等：基于漂移布朗运动的光纤陀螺加速贮存寿命评估7571光纤陀螺的组成及主要性能参数光纤陀螺由光路部分、电路部分和机械结构三部分组成，其原理是基于Sagnac效应的角速度传感器。光纤陀螺光路部分包括光源、耦合器、相位调制器(Y波导)、光纤环和探测器组件，电路部分由光源驱动电路与信号检测电路两部分组成。光纤