光纤环是光纤陀螺(Fiber Optic Gyro, FOG)的传感核心,它的缠绕质量好坏直接决定光纤陀螺的精度。目前,传统的光纤环检测方法(例如凭借消光比来评判保偏光纤环的优劣)不能完全反映出光纤环的缠绕质量,具有局限性。本文针对光纤环传统检测手段的局限性,提出了一套FOG光纤环温度瞬态特性检测理论、评价方法与指标,此检测方法无需将光纤环置于最终陀螺成品阶段就能够全面表征光纤环的缠绕质量。本文的主要研究内容如下:1.建立了三维光纤环温度瞬态响应数学模型,此模型能够全面分析由径向、轴向和周向温度梯度造成的热致非互易效应,为光纤环温度瞬态特性检测方法的验证奠定了理论基础。并满足三维光纤环温度瞬态响应数学模型的需求,开发了光纤环绕法三维数字化专用软件。2.采用有限元技术,建立了三维光纤环有限元模型来仿真温度激励作用下的光纤环温度场分布,借助此温度场信息实现了光纤环三维温度瞬态响应的定量理论分析能力。通过对比仿真计算结果和实验结果,成功验证了三维模型的有效性。并基于此三维光纤环模型,在理论上有效地论证了光纤环温度瞬态特性检测方法的可行性。3.建立了光纤环温度瞬态特性检测系统,其中包括光纤环温度瞬态特性检测平台、光纤环本征频率快速精确测量、陀螺系统的标定和温度激励源的设计。4.借助光纤环温度瞬态特性检测系统开展了光纤环改变其对称性的温度瞬态特性检测实验,在实验上成功地验证了光纤环温度瞬态特性检测方法用于检测光纤环全面缠绕质量的有效性。并提出了光纤环径向、轴向等效不对称度的概念来量化的表征光纤环缠绕的等效对称性。5.针对基于恒温温度激励的检测方法的不足,提出了基于周期温度激励的光纤环温度瞬态特性检测方法,并在理论和实验中都成功地验证了此新检测方法的可行性。实验重复精度表明基于周期温度激励的检测方法的检测精度优于基于恒温温度激励的检测方法,并且提高了检测效率。