陀螺儀的原理

一個旋轉物體的旋轉軸所指的方向在不受外力影響時，是不會改變的。人們根據(jù)這個道理，用它來保持方向。然后用多種方法讀取軸所指示的方向，并自動將數(shù)據(jù)信號傳給控制系統(tǒng)。我們騎自行車其實也是利用了這個原理。輪子轉得越快越不容易倒，因為車軸有一股保持水平的力量。現(xiàn)代陀螺儀可以準確地確定運動物體的方位的儀器，光纖陀螺儀就得到了非常迅速的發(fā)展，激光諧振陀螺儀也有了很大的發(fā)展。光纖陀螺儀具有結構緊湊，靈敏度高，工作可靠。光纖陀螺儀在很多的領域已經(jīng)完全取代了機械式的傳統(tǒng)的陀螺儀，成為現(xiàn)代導航儀器中的關鍵部件。微型光纖陀螺它是在機械陀螺儀的基礎上研制出來的，機械陀螺儀的結構比較復雜，需要運動部件，且靈敏度不如它。光纖陀螺儀是光學陀螺儀的其中一種，主要利用光學的有關原理進行工作，根據(jù)不同的硬件結構與光學結構又可以分為很多種。所以，選擇合適的光纖陀螺儀也是個技術問題。

光纖陀螺的基本工作原理來自Sagnac效應。Sagnac效應是相對于慣性空間轉動的閉環(huán)光路中斷傳播光的一種普遍的相關效應，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；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，成本低。

所謂光纖陀螺儀是一種光纖傳感器，廣泛應用于導航定位領域?，F(xiàn)在我們日常生活中常接觸的一般都是電子式的各種陀螺儀，有壓電陀螺儀，微機械陀螺儀，光纖陀螺儀，激光陀螺儀等，并且還可以和加速度計，磁阻芯片，GPS，做成慣性導航控制系統(tǒng)。光纖陀螺儀可分為干涉型、諧振型和布里淵型三大類，目前已經(jīng)應用的是干涉型。閉環(huán)干涉型光纖陀螺儀產(chǎn)品已覆蓋了從速率級到精密級的精度范圍。光纖陀螺儀具有高可靠性、長壽命、小體積、輕質量、低功耗、力學環(huán)境適應性好、動態(tài)范圍大、線性度好、頻帶范圍寬、啟動時間短等一系列特點。

陀螺儀有機械陀螺儀，還有手機里用的微機電陀螺儀，其他領域的激光陀螺儀，光纖陀螺儀等多種陀螺儀，它們跟較早的機械陀螺儀原理上就不同了。機械螺旋儀是一種用來傳感與維持方向的裝置，基于角動量守恒的理論設計出來的。微型光纖陀螺即光纖角速度傳感器，它是各種光纖傳感器中更有希望推廣應用的一種。光纖陀螺和環(huán)形激光陀螺一樣，具有無機械活動部件、無預熱時間、不敏感加速度、動態(tài)范圍寬、數(shù)字輸出、體積小等優(yōu)點。是一種通過使用光纖技術來測量平臺或物體在其上的旋轉運動的設備，主要起到導航定位、穩(wěn)定等作用。