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發(fā)布時(shí)間:2021-05-28 03:53  
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光纖陀螺儀通過(guò)硬件結(jié)構(gòu)的不同,既有單軸光纖陀螺又有多軸光纖陀螺,因?yàn)槎噍S光纖陀螺可以進(jìn)行對(duì)物體進(jìn)行多方位的測(cè)量,所以目前被應(yīng)用的比單軸的更多,多軸的光纖陀螺可以滿足更多的技術(shù)要求,可以增加技術(shù)發(fā)展的便利性。光纖陀螺儀按照光學(xué)結(jié)構(gòu)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(xué)器件型的陀螺儀。全光纖型的制造成本相對(duì)較低,但是測(cè)量精度不會(huì)很高,因此多用于一些不要求太的場(chǎng)合與技術(shù)中;而集成光學(xué)器件型則相反,它主要是利用數(shù)字閉環(huán)技術(shù),因此成本也相對(duì)高一些,但它可以達(dá)到比較高的測(cè)量精度,適合于要求的場(chǎng)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(zhuǎn)子的機(jī)械陀螺,他們的工作都是基于轉(zhuǎn)動(dòng)部件在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的大角慣量來(lái)測(cè)量角運(yùn)動(dòng)的。光纖陀螺憑借著其無(wú)比的優(yōu)勢(shì)開(kāi)始漸漸占領(lǐng)了傳統(tǒng)機(jī)械陀螺的應(yīng)用領(lǐng)域。并隨著實(shí)踐的推移,精度也在不斷提高。
主要的優(yōu)勢(shì):
無(wú)運(yùn)動(dòng)部件,使用壽命長(zhǎng);
不受地球引力變化影響;
全固化結(jié)構(gòu)、抗沖擊能力強(qiáng);
工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜;
測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍大、無(wú)預(yù)熱時(shí)間、啟動(dòng)時(shí)間短。
陀螺的應(yīng)用領(lǐng)域主要是由陀螺零偏穩(wěn)定性決定的。正是因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)的存在, 光纖陀螺在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)會(huì)成為陀螺市場(chǎng)上的主要產(chǎn)品?;诮萋?lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)的光纖陀螺儀羅經(jīng)其旋轉(zhuǎn)軸與船舶坐標(biāo)系的三個(gè)軸相對(duì)應(yīng),它不僅可以作為航向的信息源,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)找北、指北,而且還可以得出航向回轉(zhuǎn)速率、橫、縱搖角度和航向的旋轉(zhuǎn)速率等可靠數(shù)據(jù),進(jìn)一步推動(dòng)船舶自動(dòng)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(cè)量物體的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度,輸出一個(gè)和角速度成正比的模擬電壓信號(hào),使用簡(jiǎn)單方便。民用光纖陀螺具有可靠性高、響應(yīng)頻帶寬、電源簡(jiǎn)單、功率低等特點(diǎn),主要適用于慣性制導(dǎo)、動(dòng)態(tài)穩(wěn)像,天線控制和火控穩(wěn)瞄等應(yīng)用領(lǐng)域,是取代傳統(tǒng)機(jī)械陀螺的理想慣性器件。該陀螺已成功應(yīng)用于動(dòng)態(tài)通訊車(chē)輛的伺服控制,轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)備的較低角速率控制。

陀螺的應(yīng)用領(lǐng)域主要是由陀螺零偏穩(wěn)定性決定的。正是因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)的存在, 光纖陀螺在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)會(huì)成為陀螺市場(chǎng)上的主品。光纖陀螺儀與傳統(tǒng)的機(jī)械陀螺儀相比,優(yōu)點(diǎn)是全固態(tài),沒(méi)有旋轉(zhuǎn)部件和摩擦部件,壽命長(zhǎng),動(dòng)態(tài)范圍大,瞬時(shí)啟動(dòng),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,尺寸小,重量輕。與激光陀螺儀相比,光纖陀螺儀沒(méi)有閉鎖問(wèn)題,也不用在石英塊精密加工出光路,成本相對(duì)較低。光纖陀螺儀的實(shí)現(xiàn)主要基于塞格尼克理論:當(dāng)光束在一個(gè)環(huán)形的通道中行進(jìn)時(shí),若環(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)方向行進(jìn)所需要的時(shí)間要比沿著這個(gè)通道轉(zhuǎn)動(dòng)相反的方向行進(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),在不同的行進(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。利用光程的這種變化,檢測(cè)出兩條光路的相位差或干涉條紋的變化,就可以測(cè)出光路旋轉(zhuǎn)角速度,這便是光纖陀螺儀的工作原理。
