陀螺儀的原理

一個(gè)旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)軸所指的方向在不受外力影響時(shí)，是不會(huì)改變的。人們根據(jù)這個(gè)道理，用它來(lái)保持方向。然后用多種方法讀取軸所指示的方向，并自動(dòng)將數(shù)據(jù)信號(hào)傳給控制系統(tǒng)。我們騎自行車其實(shí)也是利用了這個(gè)原理。輪子轉(zhuǎn)得越快越不容易倒，因?yàn)檐囕S有一股保持水平的力量。現(xiàn)代陀螺儀可以準(zhǔn)確地確定運(yùn)動(dòng)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(jié)構(gòu)緊湊，靈敏度高，工作可靠。光纖陀螺儀在很多的領(lǐng)域已經(jīng)完全取代了機(jī)械式的傳統(tǒng)的陀螺儀，成為現(xiàn)代導(dǎo)航儀器中的關(guān)鍵部件。雙軸光纖陀螺它是在機(jī)械陀螺儀的基礎(chǔ)上研制出來(lái)的，機(jī)械陀螺儀的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，需要運(yùn)動(dòng)部件，且靈敏度不如它。光纖陀螺儀是光學(xué)陀螺儀的其中一種，主要利用光學(xué)的有關(guān)原理進(jìn)行工作，根據(jù)不同的硬件結(jié)構(gòu)與光學(xué)結(jié)構(gòu)又可以分為很多種。所以，選擇合適的光纖陀螺儀也是個(gè)技術(shù)問(wèn)題。

陀螺儀傳感器是一個(gè)簡(jiǎn)單易用的基于自由空間移動(dòng)和手勢(shì)的定位和控制系統(tǒng)。在假想的平面上揮動(dòng)鼠標(biāo)，屏幕上的光標(biāo)就會(huì)跟著移動(dòng)，并可以繞著鏈接畫(huà)圈和點(diǎn)擊按鍵。當(dāng)你正在演講或離開(kāi)桌子時(shí)，這些操作都能夠很方便地實(shí)現(xiàn)。  光纖陀螺是基于物理學(xué)中的薩格納克原理。這一定理的意思這樣的：在測(cè)量空間中，用激光儀器發(fā)射出兩束激光，并使得它們的方向相反，光路傳播匯集于同一個(gè)觀察點(diǎn)上。如果兩束光走過(guò)的路程是相同的，那么不存在角速度和角度差值；如果兩束光走過(guò)的路程不同，就會(huì)出現(xiàn)路程差，通過(guò)路程差就可以計(jì)算出被測(cè)量單元的角度差和角速度。光走過(guò)的路程差和被測(cè)單元的角速度呈正比例關(guān)系：光程差越大，角速度越大。這樣，就可以得到被測(cè)物體的角速度和角度差了。

　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(shuō)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(duì)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(lái)測(cè)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(lái)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(guò)調(diào)整光纖環(huán)路的光的諧振頻率進(jìn)而測(cè)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。

光纖陀螺即光纖角速度傳感器，光纖陀螺是一種非常重要的角速率傳感器件，具有壽命長(zhǎng)、啟動(dòng)快、精度高、耗電少、動(dòng)態(tài)范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)代光纖陀螺儀是一種能夠準(zhǔn)，確地確定運(yùn)動(dòng)物體方位的儀器，它是現(xiàn)代航空，航海，航天和工業(yè)中廣泛使用的一種慣性導(dǎo)航儀器，光纖陀螺的應(yīng)用是光纖陀螺研究的一個(gè)重要方向。由于光纖陀螺自身的優(yōu)越性和其潛在應(yīng)用的廣泛性，目前許多國(guó)家都 非常重視光纖陀螺的研發(fā)和應(yīng)用推廣工作。