Αρχή λειτουργίας του γυροσκόπου οπτικών ινών σε λεπτομέρειες

Αρχή λειτουργίας του γυροσκόπου οπτικών ινών σε λεπτομέρειες

Πρώτον, η βασική αρχή: βασίζεται στο φαινόμενο Sagnac (φαινόμενο Sagnac)

Σχέση μεταξύ οπτικής διαφοράς εμβέλειας και γωνιακής ταχύτητας

Γυροσκόπιο οπτικών ινών μέσω της ανίχνευσης της ίδιας κλειστής οπτικής διαδρομής στην αντίστροφη διάδοση της διαφοράς φάσης μεταξύ των δύο δέσμων φωτός για να εξαχθεί η γωνιακή ταχύτητα.

Όταν μια οπτική ίνα περιστρέφεται γύρω από μια τροχιά με φορέα, η δέσμη που διαδίδεται προς την κατεύθυνση της περιστροφής υποβάλλεται σε μεγαλύτερη οπτική διαδρομή από την δέσμη που διαδίδεται προς την αντίθετη κατεύθυνση,που οδηγεί σε οπτική διαφορά εύρους;

Η διαφορά οπτικής εμβέλειας είναι ανάλογη με την γωνιακή ταχύτητα περιστροφής και η γωνιακή ταχύτητα μπορεί να υπολογιστεί μετρώντας τη διαφορά φάσης ή την αλλαγή των περιθωρίων παρέμβασης.

Δεύτερον, η βασική δομή και η ροή εργασίας

Σύνθεση των συστατικών

Επικεφαλίδα οπτικών ινών: το βασικό στοιχείο, συνήθως κατασκευασμένο από εκατοντάδες έως χιλιάδες μέτρα περιστροφής οπτικών ινών, το οποίο χρησιμοποιείται για να σχηματίζει κλειστή οπτική διαδρομή·

Πηγή φωτός και ανιχνευτής: η πηγή φωτός λέιζερ εκπέμπει φωτεινά σήματα και ο ανιχνευτής συλλαμβάνει την αλλαγή της έντασης του φωτός μετά από παρεμβολή.

Μονάδα επεξεργασίας σήματος: μετατρέπει τη διαφορά φάσης σε ηλεκτρικό σήμα και παράγει δεδομένα γωνιακής ταχύτητας.

Βήματα εργασίας

Η ακτίνα λέιζερ διαιρείται σε δύο ακτίνες από τον διαχωριστή ακτίνων και διαδίδεται με την κατεύθυνση των δεικτών του ρολογιού και κατά την αντίστροφη κατεύθυνση των δεικτών του ρολογιού κατά μήκος της τροχιάς οπτικών ινών.

Τα οπτικά σήματα συγκλίνουν και παρεμβαίνουν στον ανιχνευτή και η περιστροφή προκαλεί αλλαγή της διαφοράς φάσης.

Η γωνιακή ταχύτητα του φορέα αντιστρέφεται ανιχνεύοντας την αλλαγή της έντασης παρεμβολής.

Τρίτον, ταξινόμηση τεχνολογίας και πλεονεκτήματα

Τεχνολογία

Η τέταρτη γενιά οπτικών γυροσκόπων: σε σύγκριση με τους μηχανικούς γυροσκόπους και τους γυροσκόπους λέιζερ, οι γυροσκόποι με οπτική ίνα δεν έχουν κινούμενα μέρη, έχουν ισχυρή αντοχή σε κρούσματα και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής.

Τύπος υψηλής ακρίβειας: γυροσκόπιο οπτικών ινών βαθμού πλοήγησης επιτυγχάνει σταθερότητα μηδενικής μεροληψίας καλύτερη από 0,001°/h, κατάλληλο για διαστημικά σκάφη και καθοδήγηση ακριβείας.

Ειδικά πλεονεκτήματα

Υψηλή ευαισθησία: μπορεί να μετρηθεί μικροσκοπική γωνιακή ταχύτητα (π.χ. ταχύτητα περιστροφής της γης 15°/h).

Προσαρμοστικότητα στο περιβάλλον: αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, αντιηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές, κατάλληλη για ακραίες συνθήκες.

Συγκινητική δομή: η μικροσκοπική σχεδίαση είναι κατάλληλη για UAV, ρομπότ και άλλο μικροσκοπικό εξοπλισμό.

Τέταρτον:Τυπικές εφαρμογές

Στρατιωτικό πεδίο: καθοδήγηση πυραύλων, σύστημα σταθεροποίησης εμβέλειας άρματος;

Πολιτικό πεδίο: έλεγχος της στάσης των UAV, πλοήγηση τρένων υψηλής ταχύτητας, παρακολούθηση της κατάστασης της γέφυρας.

Αεροδιαστημική: ρύθμιση στάσης δορυφόρου, αδρανειακή πλοήγηση διαστημικού σκάφους.

Μέσω της παραπάνω αρχής και του δομικού σχεδιασμού, το γυροσκόπιο οπτικών ινών επιτυγχάνει μέτρηση γωνιακής ταχύτητας υψηλής ακρίβειας και χαμηλής κλίσης,και γίνεται ένα από τα βασικά συστατικά του αδρανειακού συστήματος πλοήγησης.

Μεταφράστηκε από το DeepL.com (ελεύθερη έκδοση)