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- 2022-12-25 12:03:48
当前光纤陀螺主要采用干涉式光纤陀螺(IFOG)、谐振式光纤陀螺(RFOG)两种方案。干涉式光纤陀螺相对比较成熟,为了提高系统探测精度降低噪声,采用了超辐射发光光源(SLD)及长达数百米的保偏光纤线圈,同时也带来了系统体积重量较大,系统稳定性降低、成本较高的缺点。谐振式光纤陀螺采用循环光束之间的多波干涉的原理,可以在较短的光纤中获得较高的探测精度,使需要高相干光源Δυlt;100 kHz、低损耗的保偏耦合器,而且高相干光源也引入了较强的后向反射散射噪声。在此之后又提出了一种再入式光纤陀螺(REFOG),光纤陀螺公司,该种陀螺采用低相干光源(SLD),利用光在谐振腔中相向传输的光传输相同圈数后出涉的原理,获得较高的输出曲线精细度,通过光放大器有源放大可获得较高的探测灵敏度,缺点是输出中包含了大量无转动信息(直接通过耦合器未进入谐振腔)的光,使其在无源情况下探测灵敏度较低,即使是在有源情况下,由于增益饱和也给光放大器带来了负担。而且采用SLD始终是陀螺方案中的一种折中,三轴光纤陀螺,但该器件存在工艺技术较复杂、输出功率较低(一般lt;150 μW)、价格昂贵、光源稳定性差等缺点,特别是限制了多轴系统中光源复用方案系统精度的提高。
光纤陀螺光纤线圈是光纤陀螺中用于敏感输入角速度引起的两相向传播光波之间Sagnac相位差的部件,因而是影响光纤陀螺性能的主要因素。光纤线圈可以分为有骨架和无骨架两种,目前得到广泛工程化应用的是有骨架的光纤线圈。对光纤陀螺有影响的光纤线圈参数主要有光纤线圈的结构参数、损耗、偏振串音、应力分布及光纤线圈的对称性。其中,光纤环骨架的强度、温度变化速率、温度变化下的形变量对光纤线圈的参数影响较大。减小光纤线圈在振动和温变情况下的形变和温变速率可以大幅度提高光纤陀螺的性能。 随着光纤陀螺的广泛应用,光纤陀螺中各个光电器件对结构的要求不断细化,例如,光纤线圈要求其骨架要有较高的机械强度和很小的热膨胀性;光源要求其安装板有好的散热性能;陀螺基座要有较高的机械强度和好的散热性能;相位调制器(Y波导)要求绝缘;电路板要求有良好的散热,并且与光纤线圈热隔离。
陀螺仪原理,陀螺仪可分为一代机械陀螺仪、二代激光陀螺仪、三代光纤陀螺仪。光纤陀螺仪是以光导纤维线圈为基础的敏感元件,由激光二极管发射出的光线朝两个方向沿光导纤维传播。光传播路径的不同,光纤陀螺仪,决定了敏感元件的角位移。光纤陀螺通过光环,光纤陀螺,两束不同方向进入光环,绕一圈回来进行相干叠加。光纤陀螺具有结构简单、价格便宜、消耗功率低等优点,缺点是输入一输出线性度差、动态范围小,主要用作角度传感器。开环的干涉型光纤陀螺的基本结构是一个环形双光束干涉仪。主要用于对精度要求不高、体积小的场合。