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光纖陀螺是一種非常重要的角速率傳感器件,具有壽命長(zhǎng)、啟動(dòng)快、精度高、耗電少、動(dòng)態(tài)范圍寬等優(yōu)點(diǎn),在航空航天、導(dǎo)航等領(lǐng)域起到了極為關(guān)鍵的作用。光纖陀螺包括干涉式陀螺儀和諧振式陀螺儀兩種,它們都是根據(jù)塞格尼克的理論發(fā)展起來(lái)的。塞格尼克理論的要點(diǎn)是這樣的:當(dāng)光束在一個(gè)環(huán)形的通道中前進(jìn)時(shí),如果環(huán)形通道本身具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)速度,那么光線沿著通道轉(zhuǎn)動(dòng)的方向前進(jìn)所需要的時(shí)間要比沿著這個(gè)通道轉(zhuǎn)動(dòng)相反的方向前進(jìn)所需要的時(shí)間要多。也就是說(shuō)當(dāng)光學(xué)環(huán)路轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),在不同的前進(jìn)方向上,光學(xué)環(huán)路的光程相對(duì)于環(huán)路在靜止時(shí)的光程都會(huì)產(chǎn)生變化。利用這種光程的變化,如果使不同方向上前進(jìn)的光之間產(chǎn)生干涉來(lái)測(cè)量環(huán)路的轉(zhuǎn)動(dòng)速度,這樣就可以制造出干涉式光纖陀螺儀,如果利用這種環(huán)路光程的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)在環(huán)路中不斷循環(huán)的光之間的干涉,也就是通過(guò)調(diào)整光纖環(huán)路的光的諧振頻率進(jìn)而測(cè)量環(huán)路的轉(zhuǎn)動(dòng)速度,就可以制造出諧振式的光纖陀螺儀。從這個(gè)簡(jiǎn)單的介紹可以看出,干涉式陀螺儀在實(shí)現(xiàn)干涉時(shí)的光程差小,所以它所要求的光源可以有較大的頻譜寬度,而諧振式的陀螺儀在實(shí)現(xiàn)干涉時(shí),它的光程差較大,所以它所要求的光源必須有很好的單色性。
光纖陀螺即光纖角速度傳感器,現(xiàn)代陀螺儀是一種能夠準(zhǔn)確地確定運(yùn)動(dòng)物體的方位的儀器,光纖陀螺成本低、維護(hù)簡(jiǎn)便,正在許多已有系統(tǒng)上替代機(jī)械陀螺,從而大幅度提高系統(tǒng)的性能、降低和維護(hù)系統(tǒng)成本。現(xiàn)在,光纖陀螺已充分發(fā)揮了其質(zhì)量輕、體積下、成本低、精度高、可靠性高等優(yōu)勢(shì),正逐步替代其他型陀螺。今后光纖陀螺的研究趨勢(shì)有: (1)采用三軸測(cè)量代替單軸,研發(fā)多功能集成光學(xué)芯片、保偏技術(shù)等,加大光纖陀螺的小型化、低成本化力度;(2)深入開(kāi)發(fā)中、低精度光纖陀螺的應(yīng)用,特別是民用慣性導(dǎo)航技術(shù);(3)加強(qiáng)精密級(jí)光纖陀螺的技術(shù)與應(yīng)用研究,開(kāi)發(fā)新型的光纖陀螺B-FOG和FRLG等。
所謂光纖陀螺儀是一種光纖傳感器,廣泛應(yīng)用于導(dǎo)航定位領(lǐng)域?,F(xiàn)在我們?nèi)粘I钪谐=佑|的一般都是電子式的各種陀螺儀,有壓電陀螺儀,微機(jī)械陀螺儀,光纖陀螺儀,激光陀螺儀等,并且還可以和加速度計(jì),磁阻芯片,GPS,做成慣性導(dǎo)航控制系統(tǒng)。光纖陀螺儀可分為干涉型、諧振型和布里淵型三大類,目前已經(jīng)應(yīng)用的是干涉型。閉環(huán)干涉型光纖陀螺儀產(chǎn)品已覆蓋了從速率級(jí)到精密級(jí)的精度范圍。光纖陀螺儀具有高可靠性、長(zhǎng)壽命、小體積、輕質(zhì)量、低功耗、力學(xué)環(huán)境適應(yīng)性好、動(dòng)態(tài)范圍大、線性度好、頻帶范圍寬、啟動(dòng)時(shí)間短等一系列特點(diǎn)。