Szczegółowa zasada działania żyroskopu światłowodowego

Szczegółowa zasada działania żyroskopu światłowodowego

Po pierwsze, podstawowa zasada: oparta na efekcie Sagnaca

Zależność między różnicą zakresu optycznego a prędkością kątową

Żyroskop światłowodowy poprzez wykrycie tej samej zamkniętej ścieżki optycznej w odwrotnym rozprzestrzenianiu się różnicy fazowej między dwoma wiązkami światła w celu wywnioskowania prędkości kątowej.

Kiedy włókno optyczne obraca się wokół cewki z nośnikiem, wiązka rozprzestrzeniająca się w kierunku obrotu przechodzi dłuższą ścieżkę optyczną niż wiązka rozprzestrzeniająca się w przeciwnym kierunku,powodujący różnicę zakresu optycznego;

Różnica zasięgu optycznego jest proporcjonalna do prędkości kątowej obrotu, a prędkość kątową można obliczyć poprzez pomiar różnicy fazowej lub zmiany krawędzi interferencji.

Po drugie, kluczowa struktura i przepływ pracy

Składnik składowy

cewka światłowodowa: główny element, zwykle wykonany z setek do tysięcy metrów uzwojenia światłowodowego, wykorzystywany do tworzenia zamkniętej ścieżki optycznej;

Źródło światła i detektor: źródło światła laserowego emituje sygnały świetlne, a detektor rejestruje zmianę natężenia światła po zakłóceniu;

Moduł przetwarzania sygnału: przekształca różnicę fazową w sygnał elektryczny i wydaje dane o prędkości kątowej.

Kroki robocze

wiązka laserowa jest podzielona na dwie wiązki przez rozdzielacz wiązki i rozprzestrzenia się w kierunku wskazówek zegara i w kierunku przeciwnym do wskazówek zegara wzdłuż cewki światłowodowej;

sygnały optyczne zbiegają się i zakłócają w detektorze, a obrót powoduje zmianę różnicy fazowej;

Prędkość kątowa nośnika jest odwrócona poprzez wykrycie zmiany intensywności interferencji.

Po trzecie, klasyfikacja technologii i zalety

Ewolucja technologii

Czwarta generacja żyroskopów optycznych: w porównaniu z żyroskopami mechanicznymi i laserowymi żyroskopy światłowodowe nie mają ruchomych części, mają silną odporność na wstrząsy i dłuższą żywotność;

Typ wysokiej precyzji: żyroskop światłowodowy w zakresie nawigacji osiąga stabilność zerowej stronniczości lepszą niż 0,001°/h, nadaje się do statków kosmicznych i precyzyjnego kierowania.

Wyjątkowe zalety

Wysoka czułość: można zmierzyć niewielką prędkość kątową (np. szybkość obrotu Ziemi 15°/h);

Przystosowanie do warunków środowiskowych: odporność na wysokie temperatury, przeciwdziałanie zakłóceniom elektromagnetycznym, odpowiednie do ekstremalnych warunków;

Kompaktowa struktura: projekt miniaturyzowany nadaje się do użytku przez bezzałogowe statki powietrzne, roboty i inne miniaturyzowane urządzenia.

Czwarte:Typyczne zastosowania

Powierzchnia wojskowa: sterowanie rakietami, system stabilizacji zasięgu czołgów;

Obszar cywilny: sterowanie nastawieniem dronów, nawigacja pociągów dużych prędkości, monitorowanie stanu mostu;

Kosmiczne: dostosowanie pozycji satelitarnej, nawigacja inercyjna statku kosmicznego.

Dzięki powyższej zasadzie i konstrukcji, żyroskop z włókna optycznego umożliwia pomiar prędkości kątowej z wysoką precyzją i niskim przesunięciem,i staje się jednym z podstawowych elementów systemu nawigacji inercyjnej.

Tłumaczenie DeepL.com (darmowa wersja)