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光纖陀螺自1976年問世以來,得到了極大的發(fā)展。但是,光纖陀螺在技術(shù)上還存在一系列問題,這些問題影響了光纖陀螺的精度和穩(wěn)定性,進(jìn)而限制了其應(yīng)用的廣泛性。主要包括:(1)溫度瞬態(tài)的影響。理論上,環(huán)形干涉儀中的兩個(gè)反向傳播光路是等長的,但是這僅在系統(tǒng)不隨時(shí)間變化時(shí)才嚴(yán)格成立。實(shí)驗(yàn)證明,相位誤差以及旋轉(zhuǎn)速率測量值的漂移與溫度的時(shí)間導(dǎo)數(shù)成正比.這是十分有害的,特別是在預(yù)熱期間。(2)振動(dòng)的影響。振動(dòng)也會(huì)對(duì)測量產(chǎn)生影響,必須采用適當(dāng)?shù)姆庋b以確保線圈良好的堅(jiān)固性,內(nèi)部機(jī)械設(shè)計(jì)必須十分合理,防止產(chǎn)生共振現(xiàn)象。(3)偏振的影響。現(xiàn)在應(yīng)用比較多的單模光纖是一種雙偏振模式的光纖,光纖的雙折射會(huì)產(chǎn)生一個(gè)寄生相位差,因此需要偏振濾波。消偏光纖可以抑制偏振,但是卻會(huì)導(dǎo)致成本的增加。為了提高陀螺的性能.人們提出了各種解決辦法。包括對(duì)光纖陀螺組成元器件的改進(jìn),以及用信號(hào)處理的方法的改進(jìn)等。
陀螺儀也叫地感器,傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)是內(nèi)部有個(gè)陀螺,傳統(tǒng)的陀螺儀屬于機(jī)械式的,隨技術(shù)發(fā)展,還有出現(xiàn)了振動(dòng)式陀螺儀、激光陀螺儀、微機(jī)電機(jī)械陀螺儀等,無論是在體積微型化、測量精度和易用性上都有大大提高。光纖陀螺是基于光纖通信和集成光學(xué)發(fā)展而來的一種新型現(xiàn)代陀螺儀,常用來測量物體相對(duì)于慣性空間的角速度或轉(zhuǎn)動(dòng)角度的無自轉(zhuǎn)質(zhì)量。光纖陀螺在當(dāng)今的慣性傳感器領(lǐng)域有著特殊的重要意義,光纖陀螺是一種非常重要的角速率傳感器件,具有壽命長、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)域起到了關(guān)鍵的作用。
光纖陀螺是根據(jù)薩格納克效應(yīng)發(fā)展而來。所謂薩格納克效應(yīng),就是在一個(gè)閉合光路中采用一個(gè)相同的光源發(fā)射出兩束特征相等,方向相反的光,它們終會(huì)在一探測點(diǎn)匯合。光纖陀螺包括干涉式陀螺儀和諧振式陀螺儀兩種,由于光纖陀螺儀具有結(jié)構(gòu)緊湊,靈敏度高,工作可靠等等優(yōu)點(diǎn),所以目前光纖陀螺儀在很多的領(lǐng)域已經(jīng)完全取代了機(jī)械式的傳統(tǒng)的陀螺儀,成為現(xiàn)代導(dǎo)航儀器中的關(guān)鍵部件。和光纖陀螺儀同時(shí)發(fā)展的除了環(huán)式激光陀螺儀外,還有現(xiàn)代集成式的振動(dòng)陀螺儀,集成式的振動(dòng)陀螺儀具有更高的集成度,體積更小,也是現(xiàn)代陀螺儀的一個(gè)重要的發(fā)展方向。因?yàn)楣饫w陀螺中是兩束光在傳播,它們的光路不同,會(huì)產(chǎn)生漂移。由于環(huán)境影響,光纖會(huì)產(chǎn)生隨機(jī)正交偏振態(tài),使得光程發(fā)生改變,引起漂移。而且由于光的瑞麗背向散射,會(huì)產(chǎn)生噪聲,影響陀螺精度。