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JPH07209002A - Manufacture of sensing coil for gyroscope - Google Patents

Manufacture of sensing coil for gyroscope

Info

Publication number
JPH07209002A
JPH07209002A JP6000719A JP71994A JPH07209002A JP H07209002 A JPH07209002 A JP H07209002A JP 6000719 A JP6000719 A JP 6000719A JP 71994 A JP71994 A JP 71994A JP H07209002 A JPH07209002 A JP H07209002A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber
bobbin
gyroscope
wound
sensing coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6000719A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sukehiko Shishido
資彦 宍戸
Eiji Yanada
英二 梁田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP6000719A priority Critical patent/JPH07209002A/en
Publication of JPH07209002A publication Critical patent/JPH07209002A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Gyroscopes (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a manufacturing method for sensing coil for gyroscope which is stable in temperature characteristics, etc. CONSTITUTION:An optical fiber 2 and a bobbin 1 are prepared, one or two layers of the optical fiber are wound adjacently around the bobbin 1 from the middle part to one end of the fiber 2, and further one or two layers of the fiber are wound adjacently on it from the middle part to the other end of the fiber 2. The same winding procedure is repeated so as to form a sensing coil for gyroscope. The optical fiber 2 is a quartz-based fiber which is coated with a hard resin with a Young's modulus of 40kg/mm<2> or more. Also the tension to wound the fiber 2 around the bobbin l is held at 40 gram or lower.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、温度特性等のの安定な
ジャイロスコープ用センシングコイルの製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a sensing coil for a gyroscope which has stable temperature characteristics and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】航空機、船舶、自動車等の移動体の位置
あるいは姿勢を検出するため、光ファイバコイルを用い
てジャイロスコープを構成し、コイルが回転作用を受け
たときに生ずる光の位相変化を測定するシステムがあ
る。ところで、検出すべき位相差は10‐3〜10‐7
adと極めて小さいところまで扱う必要がある。そこ
で、ジャイロスコープの性能を向上するために各部品や
検出方式の要因について検討され、センシングコイルに
対してはボビンに巻かれた内側の層と外側の層とで生じ
る温度、圧力等の条件を均一にするために対称巻きが提
案されている。即ち、図2に示すように、光ファイバ2
とボビン1とを準備し、該ファイバ2の中間部分から一
方の端に向かって該ボビン1の上に1層あるいは2層隣
接して巻き付け、その上に前記ファイバ2の中間部分か
ら他方の端に向かって1層あるいは2層隣接して巻き付
け、以下同様に繰り返して巻き付けて形成するジャイロ
スコープ用センシングコイルの製造方法である。
2. Description of the Related Art In order to detect the position or attitude of a moving body such as an aircraft, a ship, an automobile, etc., a gyroscope is constructed by using an optical fiber coil, and a phase change of light generated when the coil is subjected to a rotating action is detected. There is a measuring system. By the way, the phase difference to be detected is 10 −3 to 10 −7 r
It is necessary to handle very small areas such as ad. Therefore, in order to improve the performance of the gyroscope, the factors of each component and the detection method were examined, and the sensing coil was set under the conditions such as temperature and pressure generated in the inner layer and the outer layer wound on the bobbin. Symmetrical windings have been proposed for uniformity. That is, as shown in FIG.
And a bobbin 1 are prepared, and one or two layers are wound adjacently on the bobbin 1 from the middle part of the fiber 2 toward one end, and the bobbin 1 is wound on the bobbin 1 from the middle part to the other end. Is a method of manufacturing a sensing coil for a gyroscope, which is formed by winding one layer or two layers adjacent to each other, and then repeatedly winding the same.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような対称巻きを
用いたコイルは、A端側のファイバとB端側のファイバ
とが交互に巻かれているのでA端あるいはB端側からフ
ァイバ2をみた場合の温度あるいは圧力条件は均一化さ
れる。しかしながら、ファイバの伝送損失あるいは偏波
面のクロストーク特性は温度条件によって変化し、ジャ
イロスコープの性能に直接影響を及ぼすという問題があ
った。そこで本発明は、かかる問題点を解決したジャイ
ロスコープ用センシングコイルの製造方法を提供するこ
とを目的とする。
In the coil using such a symmetrical winding, the fiber on the A end side and the fiber on the B end side are alternately wound, so that the fiber 2 is inserted from the A end or the B end side. When viewed, the temperature or pressure conditions are made uniform. However, there has been a problem that the transmission loss of the fiber or the crosstalk characteristic of the polarization plane changes depending on the temperature condition and directly affects the performance of the gyroscope. Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a sensing coil for a gyroscope, which solves the above problems.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明に係わるジャイロ
スコープ用センシングコイルの製造方法は、光ファイバ
とボビンとを準備し、該ファイバの中間部分から一方の
端に向かって該ボビンの上に1層あるいは2層隣接して
巻き付け、その上に前記ファイバの中間部分から他方の
端に向かって1層あるいは2層隣接して巻き付け、以下
同様に繰り返して巻き付けて形成するジャイロスコープ
用センシングコイルの製造方法であって、前記光ファイ
バはヤング率が40kg/mm2 以上の硬質樹脂を被覆
した石英系ファイバであり、かつ、40gr以下の張力
で巻き付けることを特徴とし、当該光ファイバは単一モ
ードファイバあるいは偏波面保存型ファイバであること
が好ましい。
A method of manufacturing a sensing coil for a gyroscope according to the present invention prepares an optical fiber and a bobbin, and places one on the bobbin from an intermediate portion of the fiber toward one end. Manufacture of a sensing coil for a gyroscope, which is formed by winding one layer or two layers adjacently, winding one layer or two layers adjacently from the middle portion of the fiber toward the other end, and repeating the same in the following manner. The optical fiber is a silica-based fiber coated with a hard resin having a Young's modulus of 40 kg / mm 2 or more, and is wound with a tension of 40 gr or less, and the optical fiber is a single mode fiber. Alternatively, it is preferably a polarization-maintaining fiber.

【0005】[0005]

【作用】上記の構成によれば、本発明に係わるセンシン
グコイルの製造方法は、対称巻きを採用しているので一
方の側から光信号を入射した場合と他の側から入射した
場合とでは殆ど同じ伝送特性が得られる。また、石英ガ
ラスファイバの上に硬質樹脂を被覆しているのでボビン
に巻きつけられても構造上安定しており、信頼性が向上
する。さらに、ボビンに巻き付ける張力を小さく抑えて
いるのでファイバ相互間に作用する力が小さくなり、ボ
ビンに巻いても初期のファイバ特性を維持することがで
きる。
According to the above construction, since the method of manufacturing the sensing coil according to the present invention employs the symmetrical winding, it is almost the same when the optical signal is incident from one side and when the optical signal is incident from the other side. The same transmission characteristics are obtained. Further, since the silica glass fiber is coated with the hard resin, the structure is stable even when wound around the bobbin, and the reliability is improved. Further, since the tension around the bobbin is kept small, the force acting between the fibers becomes small, and the initial fiber characteristics can be maintained even when wound around the bobbin.

【0006】[0006]

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一
符号を付し、重複する説明を省略する。図1は本実施例
の製法に係わる構成を示す概略図であり、図2は光ファ
イバが対称巻きされたボビンの断面図、図3は本発明に
適用される光ファイバの構造を示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration relating to a manufacturing method of the present embodiment, FIG. 2 is a sectional view of a bobbin in which an optical fiber is symmetrically wound, and FIG. 3 is a diagram showing a structure of an optical fiber applied to the present invention. is there.

【0007】センサの支持枠を構成するボビン1は巻取
装置5に取り付けられ、2つのリール3A、3Bに巻き
付けられた光ファイバ2がサプライスタンド4からボビ
ン1に巻き付けられる。光ファイバ2はその両端からリ
ール3A、3Bに巻き付けられており、リール3Aをサ
プライスタンド4に取りつけられ、そのファイバ2をボ
ビン1に供給しているときは他方のリール3Bはボビン
1と共に回転するように固定しておく。
The bobbin 1 constituting the support frame of the sensor is attached to the winding device 5, and the optical fiber 2 wound around the two reels 3A and 3B is wound around the bobbin 1 from the supply stand 4. The optical fiber 2 is wound around the reels 3A and 3B from both ends thereof, the reel 3A is attached to the supply stand 4, and when the fiber 2 is being supplied to the bobbin 1, the other reel 3B rotates with the bobbin 1. So that it is fixed.

【0008】ボビン1は熱膨張係数の極めて小さいイン
バ等の金属材料で構成され、ボビンの胴表面、鍔の内側
は精密に仕上げが施され、表面の凹凸によるファイバ特
性の劣化を防いでいる。
The bobbin 1 is made of a metal material such as Invar having an extremely small coefficient of thermal expansion, and the body surface of the bobbin and the inner side of the collar are precisely finished to prevent the deterioration of the fiber characteristics due to the unevenness of the surface.

【0009】図3(a)はコア10、クラッド11、応
力付与部13からなる石英系ファイバの上に樹脂の被覆
層12を設けた偏波面保持型ファイバであり、同図
(b)はコア10、クラッド11からなる石英系ファイ
バの上に樹脂の被覆層12を設けた単一モードファイバ
を示す。従来は、被覆層12に用いられる樹脂は加工歪
みを緩和するために柔らかいシリコン樹脂を用いていた
が、本発明ではウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹
脂のようにヤング率が少なくとも40kg/mm2 以上
の硬質樹脂を適用する。ボビンに巻き付けられた後でも
圧縮力に耐え、ファイバ特性を維持できるようにするた
めである。
FIG. 3 (a) shows a polarization-maintaining fiber in which a resin coating layer 12 is provided on a silica fiber consisting of a core 10, a clad 11 and a stress applying portion 13, and FIG. 3 (b) shows a core. A single-mode fiber in which a resin coating layer 12 is provided on a silica-based fiber composed of 10 and a clad 11 is shown. Conventionally, the resin used for the coating layer 12 is a soft silicone resin in order to relieve the processing strain, but in the present invention, the Young's modulus is at least 40 kg / mm 2 or more like the urethane acrylate UV curable resin. Apply hard resin. This is because it is possible to withstand the compressive force even after being wound on the bobbin and maintain the fiber characteristics.

【0010】図1に示した装置を用いて対称巻きする一
例を説明する。2つのリール3A、3Bには図3(a)
に示した偏波面保持型ファイバ2はその両端から中央に
向かって巻き付けられている。先ず、リール3Aがサプ
ライスタンド4に取り付けられ、巻取装置5によってボ
ビン1に密接して巻き付けながら1往復し、図2の第1
層(1)を巻き付ける。このときリール3Bはボビン1
と共に回転するように固定しておく。次いで、リール3
Bをサプライスタンド4に取り付け、リール3Aはボビ
ン1と共に回転するように固定して第2層(2)を巻き
付ける。以下同様にして第n層(n)まで巻き付け,全
長500mの偏波面保存ファイバコイルを形成した。
(対称巻きの製品はこの他にボビンの最初と最後にさら
に一列巻き付けている。)このときのファイバ2のサプ
ライ張力は40grに保った。
An example of symmetrical winding using the device shown in FIG. 1 will be described. FIG. 3A shows the two reels 3A and 3B.
The polarization-maintaining fiber 2 shown in (1) is wound from both ends toward the center. First, the reel 3A is attached to the supply stand 4, and is wound around the bobbin 1 in close contact with the bobbin 1 by the winding device 5 to make one reciprocation.
Wrap layer (1). At this time, reel 3B is bobbin 1
It is fixed so that it will rotate together with it. Then reel 3
B is attached to the supply stand 4, the reel 3A is fixed so as to rotate together with the bobbin 1, and the second layer (2) is wound. Thereafter, in the same manner, the n-th layer (n) was wound to form a polarization-maintaining fiber coil having a total length of 500 m.
(In addition to this, the symmetrically wound product is further wound in one row at the beginning and end of the bobbin.) At this time, the supply tension of the fiber 2 was kept at 40 gr.

【0011】上記のコイルを−40℃〜+80℃の温度
条件のもとで波長0.85μmでクロストークを測定し
たところボビンに巻き付ける前は−33dBであったの
に対して略−30dBであった。さらに、張力を30g
rで巻き付けたところ若干改善した結果が得られた。こ
れに対して、張力を50grまで上げたところクロスト
ークは略−25dBまで低下した。また、シリコン樹脂
を被覆した偏波面保存ファイバについて張力を50gr
で巻き付けたところ、クロストークは−20dBまで低
下し、再現性が乏しかった。
When the crosstalk of the above coil was measured at a wavelength of 0.85 μm under the temperature condition of −40 ° C. to + 80 ° C., it was about −30 dB as compared with −33 dB before being wound on the bobbin. It was Furthermore, tension is 30g
When it was wound with r, a slightly improved result was obtained. On the other hand, when the tension was increased to 50 gr, the crosstalk decreased to about -25 dB. In addition, the tension of the polarization-maintaining fiber coated with silicone resin is 50 gr.
When wound around, crosstalk decreased to -20 dB and reproducibility was poor.

【0012】図3(b)に示した単一モードファイバ5
00mを40grの張力で巻き付けて1層毎にボビンを
交換して対象巻きした。波長0.85μmで伝送損失を
測定したところ−40℃〜+80℃の温度条件のもとで
略1.25dBであり、ボビン巻き前の1.1dBと比
較して若干の増加に止まった。これに対して張力を50
grまで上げたところ1.8dBまで急増した。
The single mode fiber 5 shown in FIG.
00m was wound with a tension of 40 gr, and bobbins were exchanged for each layer, and the target winding was performed. When the transmission loss was measured at a wavelength of 0.85 μm, it was about 1.25 dB under the temperature condition of −40 ° C. to + 80 ° C., which was only a slight increase compared with 1.1 dB before winding the bobbin. On the other hand, tension is 50
When it was raised to gr, it rapidly increased to 1.8 dB.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わるセ
ンシングコイルの製造方法は、対称巻きを採用している
ので一方の側から光信号を入射した場合と他の側から入
射した場合とでは殆ど同じ伝送特性が得られる。また、
石英ガラスファイバの上に硬質樹脂を被覆しているので
ボビンに巻きつけられても構造上安定しており、信頼性
が向上する。さらに、ボビンに巻き付ける張力を小さく
抑えているのでファイバ相互間に作用する力が小さくな
り、ボビンに巻いても初期のファイバ特性を維持するこ
とができる。
As described above, since the method of manufacturing the sensing coil according to the present invention employs the symmetrical winding, the case where the optical signal is incident from one side and the case where the optical signal is incident from the other side is adopted. Almost the same transmission characteristics are obtained. Also,
Since the quartz glass fiber is coated with a hard resin, the structure is stable even when wound around a bobbin, and the reliability is improved. Further, since the tension around the bobbin is kept small, the force acting between the fibers becomes small, and the initial fiber characteristics can be maintained even when wound around the bobbin.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施例の製法に係わる構成を示す概略図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration relating to a manufacturing method of this embodiment.

【図2】対称巻きされたボビンの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a symmetrically wound bobbin.

【図3】本発明に適用される光ファイバの構造を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing a structure of an optical fiber applied to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:ボビン 2、2′、2″:光ファイバ 3:リール 4:サプライスタンド 5:巻取装置 10:コア 11:クラッド 12:被覆層 13:応力付与部 1: bobbin 2, 2 ', 2 ": optical fiber 3: reel 4: supply stand 5: winding device 10: core 11: clad 12: coating layer 13: stress applying part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02B 6/44 321 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location G02B 6/44 321

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光ファイバとボビンとを準備し、該ファ
イバの中間部分から一方の端に向かって該ボビンの上に
1層あるいは2層隣接して巻き付け、その上に前記ファ
イバの中間部分から他方の端に向かって1層あるいは2
層隣接して巻き付け、以下同様に繰り返して巻き付けて
形成するジャイロスコープ用センシングコイルの製造方
法であって、 前記光ファイバはヤング率が40kg/mm2 以上の硬
質樹脂を被覆した石英系ファイバであり、かつ、40g
r以下の張力で巻き付けることを特徴とするジャイロス
コープ用センシングコイルの製造方法。
1. An optical fiber and a bobbin are prepared, and one or two layers are wound adjacently on the bobbin from the middle part of the fiber toward one end, and then, from the middle part of the fiber. 1 layer or 2 towards the other end
A method of manufacturing a sensing coil for a gyroscope, which is formed by winding layers adjacent to each other, and then repeatedly winding the same, wherein the optical fiber is a silica-based fiber coated with a hard resin having a Young's modulus of 40 kg / mm 2 or more. And 40g
A method for manufacturing a sensing coil for a gyroscope, which comprises winding with a tension of r or less.
【請求項2】 光ファイバが単一モードファイバあるい
は偏波面保存型ファイバであることを特徴とする請求項
1に記載のジャイロスコープ用センシングコイルの製造
方法。
2. The method for manufacturing a sensing coil for a gyroscope according to claim 1, wherein the optical fiber is a single-mode fiber or a polarization-maintaining fiber.
JP6000719A 1994-01-10 1994-01-10 Manufacture of sensing coil for gyroscope Pending JPH07209002A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6000719A JPH07209002A (en) 1994-01-10 1994-01-10 Manufacture of sensing coil for gyroscope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6000719A JPH07209002A (en) 1994-01-10 1994-01-10 Manufacture of sensing coil for gyroscope

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07209002A true JPH07209002A (en) 1995-08-11

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ID=11481565

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6000719A Pending JPH07209002A (en) 1994-01-10 1994-01-10 Manufacture of sensing coil for gyroscope

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JP (1) JPH07209002A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112097796A (en) * 2020-09-22 2020-12-18 中国电子科技集团公司第四十六研究所 Tool for winding optical fiber sensing coil of optical fiber gyroscope and using method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112097796A (en) * 2020-09-22 2020-12-18 中国电子科技集团公司第四十六研究所 Tool for winding optical fiber sensing coil of optical fiber gyroscope and using method

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