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發(fā)布時(shí)間:2021-09-18 13:46  
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陀螺,又稱“角速度傳感器”,它的作用就是敏感載體旋轉(zhuǎn)時(shí)的角速度值并轉(zhuǎn)化成模擬電壓或數(shù)字輸出。在角速度的基礎(chǔ)上,用戶也可以通過積分運(yùn)算得到角度值。現(xiàn)在國內(nèi)使用較為廣泛的是微機(jī)械陀螺和光纖陀螺,總體來說,光纖陀螺偏差穩(wěn)定性好,價(jià)格較昂貴,微機(jī)械陀螺的低廉價(jià)格和良好的性價(jià)比也吸引了很多用戶。光纖陀螺還克服了環(huán)形激光陀螺成本高和閉鎖現(xiàn)象等致命缺點(diǎn)。

光纖陀螺儀是以光導(dǎo)纖維線圈為基礎(chǔ)的敏感元件, 由激光二極管發(fā)射出的光線朝兩個(gè)方向沿光導(dǎo)纖維傳播。光傳播路徑的不同,決定了敏感元件的角位移。光纖陀螺是一種用于慣性導(dǎo)航的光纖傳感器光纖陀螺因其無活動(dòng)部件——高速轉(zhuǎn)子,稱為固態(tài)陀螺儀。這種新型全固態(tài)的陀螺儀將成為未來的主導(dǎo)產(chǎn)品,具有廣泛的發(fā)展前途和應(yīng)用前景。

光纖陀螺的基本工作原理來自Sagnac效應(yīng)。Sagnac效應(yīng)是相對于慣性空間轉(zhuǎn)動(dòng)的閉環(huán)光路中斷傳播光的一種普遍的相關(guān)效應(yīng),即在同一閉合光路中從同一光源發(fā)出的兩束特征相同的光,以互為相反的方向傳輸并后匯聚到同一探測點(diǎn);若繞垂直于閉合光路所在平面的垂線,相對慣性空間存在著旋轉(zhuǎn)角速度,則正、反兩束光走過的光程不等,產(chǎn)生光程差。光纖陀螺儀與傳統(tǒng)的機(jī)械陀螺儀相比,優(yōu)點(diǎn)是全固態(tài),沒有旋轉(zhuǎn)部件和摩擦部件,壽命長,動(dòng)態(tài)范圍大,瞬時(shí)啟動(dòng),結(jié)構(gòu)簡單,尺寸小,重量輕。與激光陀螺儀相比,光纖陀螺儀沒有閉鎖問題,也不用在石英塊精密加工出光路,成本低。
陀螺儀分很多種類,比如機(jī)械陀螺儀,激光陀螺儀,光纖陀螺儀,微機(jī)械陀螺儀,靜電陀螺儀等等,光纖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。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)生干涉來測量環(huán)路的轉(zhuǎn)動(dòng)速度,這樣就可以制造出干涉光纖陀螺儀,如果利用這種環(huán)路光程的變化來實(shí)現(xiàn)在環(huán)路中不斷循環(huán)的光之間的干涉,也就是通過調(diào)整光纖環(huán)路的光的諧振頻率進(jìn)而測量環(huán)路的轉(zhuǎn)動(dòng)速度,可以制造出諧振式的光纖陀螺儀。光纖陀螺儀具有很高的精度和靈敏度?,F(xiàn)在比較先進(jìn)的光纖陀螺儀已經(jīng)達(dá)到0.01度/hr。
