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發(fā)布時(shí)間:2021-08-10 14:57  
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光纖陀螺是基于光纖通信和集成光學(xué)發(fā)展而來(lái)的一種新型現(xiàn)代陀螺儀,常用來(lái)測(cè)量物體相對(duì)于慣性空間的角速度或轉(zhuǎn)動(dòng)角度的無(wú)自轉(zhuǎn)質(zhì)量。作為一種新型的傳感器,光纖陀螺的性能非同小可。與傳統(tǒng)的機(jī)械類電類傳感器相比,它具有很多得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。光纖陀螺的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,不需要太多的機(jī)械元件,這樣使得它的結(jié)構(gòu)牢固,測(cè)量穩(wěn)定。傳感器的首要參數(shù)就是精度,而光纖陀螺的測(cè)量精度非常好,它擁有比傳統(tǒng)傳感器高3-5個(gè)數(shù)量級(jí)的測(cè)量精度和靈敏度。因?yàn)闆](méi)有復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu),在使用過(guò)程中,它的機(jī)械磨損比機(jī)械傳感器要小的多,使用壽命更長(zhǎng),抵抗外力和沖擊力的能力也更強(qiáng);此外,它采用大規(guī)模的集成技術(shù),可以直接進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,十分適合計(jì)算機(jī)的大型運(yùn)算作業(yè)下使用;它的測(cè)量域不僅寬廣,而且調(diào)節(jié)方便,只要改變光導(dǎo)纖維的長(zhǎng)短,即可改練光纖陀螺的量程;由于光的反應(yīng)速率極快,在理論上,光纖陀螺可以瞬間制動(dòng),不需要任何啟動(dòng)和反應(yīng)時(shí)間。由此可見,在慣性傳感領(lǐng)域,光纖陀螺的優(yōu)勢(shì)之大,應(yīng)用之廣。

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),并可以繞著鏈接畫圈和點(diǎn)擊按鍵。當(dāng)你正在演講或離開桌子時(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。

光纖陀螺儀價(jià)格較為昂貴。在民用領(lǐng)域主要使用中低精度光纖陀螺,因?yàn)閮r(jià)格比較低廉,能夠滿足目前精度的使用。主要應(yīng)用在地面車輛的自動(dòng)導(dǎo)航、定位定向、車輛控制;對(duì)民用飛機(jī)姿態(tài)控制;在地下工程維護(hù)中,尋找損壞的電力線、管道和通信光纜位置的定位工具和搶救工具等。通過(guò)科技實(shí)力不斷的發(fā)展光纖陀螺儀再進(jìn)一度發(fā)展,有望可以在更多的領(lǐng)域當(dāng)中見到它的身影。光纖陀螺成本低、維護(hù)簡(jiǎn)便,正在許多已有系統(tǒng)上替代機(jī)械陀螺,從而大幅度提高系統(tǒng)的性能、降低和維護(hù)系統(tǒng)成本?,F(xiàn)在,光纖陀螺已充分發(fā)揮了其質(zhì)量輕、體積小、成本低、精度高、可靠性高等優(yōu)勢(shì),正逐步替代其他型陀螺。

其輕型的固態(tài)結(jié)構(gòu)帶來(lái)了獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì):可靠性高、壽命長(zhǎng)、能夠耐沖擊和振動(dòng)、有很寬的動(dòng)態(tài)范圍、帶寬大、瞬時(shí)啟動(dòng)、功耗低等。光纖陀螺還具有非常實(shí)用的設(shè)計(jì)靈活性,在光電元件和組裝工藝保持不變的情況下,通過(guò)改變光纖敏感線圈的長(zhǎng)度或直徑,可以滿足特殊應(yīng)用所需的性能要求。對(duì)于光纖陀螺的應(yīng)用主要集中在定位、姿態(tài)控制和方向測(cè)量三個(gè)方面。光纖陀螺儀的精度不同,可以應(yīng)用的領(lǐng)域也 就不同。光纖陀螺價(jià)格按照精度不同可以劃分為低、中、高三種精度,在不用精度的光纖陀螺儀中,中高精度的光纖陀螺主要應(yīng) 用在空間技術(shù)、軍事應(yīng)用和科學(xué)研究領(lǐng)域,而低成本、低精度 光纖陀螺主要在汽車導(dǎo)航、定位和姿態(tài)控制、機(jī)器人等許多精度要求不高的民用領(lǐng)域中有廣闊的應(yīng)用。
