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發(fā)布時間:2021-05-28 03:53  
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光纖陀螺儀通過硬件結構的不同,既有單軸光纖陀螺又有多軸光纖陀螺,因為多軸光纖陀螺可以進行對物體進行多方位的測量,所以目前被應用的比單軸的更多,多軸的光纖陀螺可以滿足更多的技術要求,可以增加技術發(fā)展的便利性。光纖陀螺儀按照光學結構的不同,也可以分為兩類,一種是全光纖陀螺儀,另一種是集成光學器件型的陀螺儀。全光纖型的制造成本相對較低,但是測量精度不會很高,因此多用于一些不要求太的場合與技術中;而集成光學器件型則相反,它主要是利用數(shù)字閉環(huán)技術,因此成本也相對高一些,但它可以達到比較高的測量精度,適合于要求的場合也是目前比較常用的一種模式。
在近幾十年里,常用的陀螺儀包括框架陀螺、液浮陀螺和撓性陀螺這些含有轉子的機械陀螺,他們的工作都是基于轉動部件在高速旋轉時產(chǎn)生的大角慣量來測量角運動的。光纖陀螺憑借著其無比的優(yōu)勢開始漸漸占領了傳統(tǒng)機械陀螺的應用領域。并隨著實踐的推移,精度也在不斷提高。
主要的優(yōu)勢:
無運動部件,使用壽命長;
不受地球引力變化影響;
全固化結構、抗沖擊能力強;
工藝相對簡單,價格便宜;
測量動態(tài)范圍大、無預熱時間、啟動時間短。
陀螺的應用領域主要是由陀螺零偏穩(wěn)定性決定的。正是因為這些優(yōu)點的存在, 光纖陀螺在今后相當長的一段時間內(nèi)會成為陀螺市場上的主要產(chǎn)品。基于捷聯(lián)式慣導系統(tǒng)的光纖陀螺儀羅經(jīng)其旋轉軸與船舶坐標系的三個軸相對應,它不僅可以作為航向的信息源,實現(xiàn)自動找北、指北,而且還可以得出航向回轉速率、橫、縱搖角度和航向的旋轉速率等可靠數(shù)據(jù),進一步推動船舶自動化發(fā)展、保證船舶的操縱效果和保證航行安全。

光纖陀螺儀具有體積和重量小的光纖陀螺儀,陀螺儀直接測量物體的轉動角速度,輸出一個和角速度成正比的模擬電壓信號,使用簡單方便。民用光纖陀螺具有可靠性高、響應頻帶寬、電源簡單、功率低等特點,主要適用于慣性制導、動態(tài)穩(wěn)像,天線控制和火控穩(wěn)瞄等應用領域,是取代傳統(tǒng)機械陀螺的理想慣性器件。該陀螺已成功應用于動態(tài)通訊車輛的伺服控制,轉臺設備的較低角速率控制。

陀螺的應用領域主要是由陀螺零偏穩(wěn)定性決定的。正是因為這些優(yōu)點的存在, 光纖陀螺在今后相當長的一段時間內(nèi)會成為陀螺市場上的主品。光纖陀螺儀與傳統(tǒng)的機械陀螺儀相比,優(yōu)點是全固態(tài),沒有旋轉部件和摩擦部件,壽命長,動態(tài)范圍大,瞬時啟動,結構簡單,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,成本相對較低。光纖陀螺儀的實現(xiàn)主要基于塞格尼克理論:當光束在一個環(huán)形的通道中行進時,若環(huán)形通道本身具有一個轉動速度,那么光線沿著通道轉動方向行進所需要的時間要比沿著這個通道轉動相反的方向行進所需要的時間要多。也就是說當光學環(huán)路轉動時,在不同的行進方向上,光學環(huán)路的光程相對于環(huán)路在靜止時的光程都會產(chǎn)生變化。利用光程的這種變化,檢測出兩條光路的相位差或干涉條紋的變化,就可以測出光路旋轉角速度,這便是光纖陀螺儀的工作原理。
