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- 发布时间
- 2023-01-07 10:21:44
光纤陀螺需要突破的主要技术为灵敏度消失、噪声和光纤双折射引起的漂移和偏振状态改变引起的比例因子不稳定。1. 灵敏度消失在旋转速率接近零时,灵敏度会消失。这是由于检测器中的光密度正比于萨格纳克Sagnac相移的余弦量所引起。2. 噪声问题光纤陀螺仪的噪声是由于瑞利背向散射引起的。为了达到低噪声,应采用小相干长度的光源。3. 光纤双折射引起的漂移如果两束相反传播的光波在不同的光路上,就会产生漂移。造成光路长度差的原因是单模光纤有两正交偏振态,此两种偏振态光波一般以不同速度传播。由于环境影响,使两正交偏振态随机变化。4. 偏振状态改变引起的比例因子不稳定。光纤陀螺按照回路类型分为开环光纤陀螺和闭环光纤陀螺。开环光纤陀螺不带反馈,光纤陀螺仪,直接检测光输出,省去许多复杂的光学和电路结构,具有结构简单、价格便宜、可靠性高、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,光纤陀螺,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。
光纤陀螺的实现主要基于塞格尼克理论:当光束在一个环形的通道中前进时,如果环形通道本身具有一个转动速度,那么光线沿着通道转动的方向前进所需要的时间要比沿着这个通道转动相反的方向前进所需要的时间要多。也就是说当光学环路转动时,在不同的前进方向上,光学环路的光程相对于环路在静止时的光程都会产生变化。利用光程的变化,检测出两条光路的相位差或干涉条纹的变化,微型光纤陀螺,就可以测出光路旋转角速度,三轴光纤陀螺,这便是光纤陀螺仪的工作原理。光纤陀螺应用领域性能优势明显,已被广泛应用,而在民用领域主要应用为车辆与飞机控制、对农用飞机姿态控制进行播种、喷洒等替代人工、大地测量、矿物勘采、石油勘察、石油钻井导向以及利用光纤陀螺转动角和线位移实现大坝测斜等用途,同时在地下工程维护中也起到重要作用。
相信每个人都玩过陀螺。而陀螺仪却并不是每个人都知道。光纤陀螺正是一种功能较为特殊的陀螺仪类型的传感器。在现代传感器测量领域,光纤陀螺这一根据光学原理来测量物体角速度,角度差的传感器,具有举足轻重的应用地位。尤其在惯性导航领域,光纤陀螺更是一种不可少的部件。光纤陀螺是一种用于惯性导航的光纤传感器陀螺仪(gyroscope)意即“旋转指示器”,是指敏感角速率和角偏差的一种传感器.