光纤陀螺仪原理--光纤陀螺仪的工作原理


光纤陀螺仪原理--光纤陀螺仪的工作原理

文章插图
本篇文章给大家谈谈光纤陀螺仪,以及光纤陀螺仪原理对应的知识点 , 希望对各位有所帮助 , 不要忘了收藏本站!
内容导航:
  • 激光陀螺和光纤陀螺有什么区别
  • 光纤陀螺仪的工作原理
  • 激光陀螺和光纤陀螺是一回事吗
  • 光纤陀螺是什么?作用是什么?
  • 光纤陀螺仪的技术难点
  • 光纤陀螺仪的发展趋势
Q1:激光陀螺和光纤陀螺有什么区别
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.光纤陀螺仪是广义上的陀螺仪 , 是根据近代物理学原理制成的具有陀螺效应的传感器 。激光陀螺 , 仅是光纤陀螺的一种 。
激光陀螺 , 是一种无质量的光学陀螺仪 。利用环形激光器在惯性空间转动时正反两束光随转动而产生频率差的效应 , 来测量敏感物体相对于惯性空间的角速度或转角 。
Q2:光纤陀螺仪的工作原理
【光纤陀螺仪原理--光纤陀螺仪的工作原理】光纤陀螺仪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 , 就可以测出光路旋转角速度 , 这便是光纤陀螺仪的工作原理 。

Q3:激光陀螺和光纤陀螺是一回事吗
不是一回事
激光陀螺的基本元器件有氦氖激光器 , 全反射镜 , 半透半反射镜 。激光陀螺集光、机、电、算等尖端科技于一身 。广泛覆盖陆海空天多个领域 。激光陀螺是衡量一个国家光学技术发展水平的重要标志之一 。其工作原理为在闭合光路中 , 由同一光源发出的沿顺时针方向和反时针方向传输的两束光发生干涉 , 利用检测相位差或干涉条纹的变化 , 可以测出闭合光路旋转角速度 。
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.光纤陀螺仪是广义上的陀螺仪 , 是根据近代物理学原理制成的具有陀螺效应的传感器 。因其无活动部件——高速转子 , 称为固态陀螺仪 。这种新型全固态的陀螺仪将成为未来的主导产品 , 具有广泛的发展前途和应用前景 。
Q4:光纤陀螺是什么?作用是什么?
光纤陀螺是一种用于惯性导航的光纤传感器 , 敏感角速率和角偏差的一种传感器 , 应用激光及光导纤维技术测量物体相对于惯性空间的角速度或转动角度的无自转质量
Q5:光纤陀螺仪的技术难点
光纤陀螺仪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 , 就会产生飘移 。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 。

Q6:光纤陀螺仪的发展趋势
光纤陀螺成本低、维护简便 , 正在许多已有系统上替代机械陀螺 , 从而大幅度提高系统的性能、降低和维护系统成本 。现在 , 光纤陀螺已充分发挥了其质量轻、体积小、成本低、精度高、可靠性高等优势,正逐步替代其他型陀螺 。
今后光纤陀螺的研究趋势有:
(1)采用三轴测量代替单轴 , 研发多功能集成光学芯片、保偏技术等 , 加大光纤陀螺的小型化、低成本化力度;(2)深入开发中、低精度光纤陀螺的应用 , 特别是民用惯性导航技术;(3)加强精密级光纤陀螺的技术与应用研究 , 开发新型的光纤陀螺B-FOG和FRLG等 。


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