【廣告】
光纖陀螺是基于光纖通信和集成光學(xué)發(fā)展而來(lái)的一種新型現(xiàn)代陀螺儀,常用來(lái)測(cè)量物體相對(duì)于慣性空間的角速度或轉(zhuǎn)動(dòng)角度的無(wú)自轉(zhuǎn)質(zhì)量。作為一種新型的傳感器,光纖陀螺的性能非同小可。與傳統(tǒng)的機(jī)械類(lèi)電類(lèi)傳感器相比,它具有很多得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。光纖陀螺的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,不需要太多的機(jī)械元件,這樣使得它的結(jié)構(gòu)牢固,測(cè)量穩(wěn)定。傳感器的首要參數(shù)就是精度,而光纖陀螺的測(cè)量精度非常好,它擁有比傳統(tǒng)傳感器高3-5個(gè)數(shù)量級(jí)的測(cè)量精度和靈敏度。因?yàn)闆](méi)有復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu),在使用過(guò)程中,它的機(jī)械磨損比機(jī)械傳感器要小的多,使用壽命更長(zhǎng),抵抗外力和沖擊力的能力也更強(qiáng);此外,它采用大規(guī)模的集成技術(shù),可以直接進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,十分適合計(jì)算機(jī)的大型運(yùn)算作業(yè)下使用;它的測(cè)量域不僅寬廣,而且調(diào)節(jié)方便,只要改變光導(dǎo)纖維的長(zhǎng)短,即可改練光纖陀螺的量程;由于光的反應(yīng)速率極快,在理論上,光纖陀螺可以瞬間制動(dòng),不需要任何啟動(dòng)和反應(yīng)時(shí)間。由此可見(jiàn),在慣性傳感領(lǐng)域,光纖陀螺的優(yōu)勢(shì)之大,應(yīng)用之廣。
光纖陀螺儀是一種能夠準(zhǔn)確地確定運(yùn)動(dòng)物體方位的儀器,光纖陀螺公司和環(huán)形激光陀螺一樣,具有無(wú)機(jī)械活動(dòng)部件、無(wú)預(yù)熱時(shí)間、不敏感加速度、動(dòng)態(tài)范圍寬、數(shù)字輸出、體積小等優(yōu)點(diǎn)。光纖陀螺儀是一種以光導(dǎo)纖維線(xiàn)圈為基礎(chǔ)的敏感元件,由激光二極管發(fā)射出的光線(xiàn)朝兩個(gè)方向沿光導(dǎo)纖維傳播,光傳播路徑的改變,決定了敏感元件的角位移。具體來(lái)說(shuō),光纖陀螺儀的實(shí)現(xiàn)主要基于塞格尼克理論: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(xiàn)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。利用光程的變化,檢測(cè)出兩條光路的相位差或干涉條紋的變化,就可以測(cè)出光路旋轉(zhuǎn)角速度,這便是光纖陀螺儀的工作原理。
光纖陀螺儀價(jià)格較為昂貴。在民用領(lǐng)域主要使用中低精度光纖陀螺,因?yàn)閮r(jià)格比較低廉,能夠滿(mǎn)足目前精度的使用。主要應(yīng)用在地面車(chē)輛的自動(dòng)導(dǎo)航、定位定向、車(chē)輛控制;對(duì)民用飛機(jī)姿態(tài)控制;在地下工程維護(hù)中,尋找損壞的電力線(xiàn)、管道和通信光纜位置的定位工具和搶救工具等。通過(guò)科技實(shí)力不斷的發(fā)展光纖陀螺儀再進(jìn)一度發(fā)展,有望可以在更多的領(lǐng)域當(dāng)中見(jiàn)到它的身影。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?,F(xiàn)在,光纖陀螺已充分發(fā)揮了其質(zhì)量輕、體積小、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。