微型光纖陀螺品牌企業(yè),廊坊航新

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。微型光纖陀螺它是在機(jī)械陀螺儀的基礎(chǔ)上研制出來的，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)問題。

光纖陀螺是一種用于慣性導(dǎo)航的光纖傳感器，敏感角速率和角偏差的一種傳感器，應(yīng)用激光及光導(dǎo)纖維技術(shù)測量物體相對(duì)于慣性空間的角速度或轉(zhuǎn)動(dòng)角度的無自轉(zhuǎn)質(zhì)量。

利用光纖陀螺儀測得的地球自轉(zhuǎn)角速率值及加速度計(jì)測得的陀螺儀與水平面夾角，經(jīng)過計(jì)算機(jī)解算得到載體的基線與真北方向的夾角，從而得到載體方位角的值，放置于基線上的加速度計(jì)測出尋北儀的姿態(tài)角。

光纖陀螺尋北儀所使用的光纖陀螺是由光纖環(huán)、半導(dǎo)體激光器、y波導(dǎo)等器件組成，它們是固態(tài)器件，沒有轉(zhuǎn)動(dòng)部分，使設(shè)備能夠耐沖擊、抗振動(dòng)。這是其它非光纖類陀螺無法做到的。

零偏是輸入角速度為零(即陀螺靜止)時(shí)陀螺儀的輸出量， 以規(guī)定時(shí)間內(nèi)測得的輸出量平均值相應(yīng)的等效輸入角速度表 示，理想情況下為地球自轉(zhuǎn)角速度的分量。標(biāo)度因數(shù)是陀螺儀輸出量與輸入角速率的比值，用某一特 定直線斜率表示，是反映陀螺靈敏度的量，其穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性 是陀螺儀的一項(xiàng)重要指標(biāo)，綜合反映了光纖陀螺的測試和擬合度。表征光纖陀螺儀中角速度輸出白噪聲大小的一項(xiàng)技術(shù)指 標(biāo)，它反映的是光纖陀螺儀輸出的角速度積分隨時(shí)間積累的不 確定性，因此也可稱為角隨機(jī)游走。 閾值表示光纖陀螺能感應(yīng)的較小輸入速率。分辨率表示陀 螺儀在規(guī)定輸入角速率下能感應(yīng)的較小輸入速率增量。閾值和 分辨率都表征光纖陀螺儀的靈敏度。表示陀螺正、反方向輸入速率的更大值，表征陀螺的動(dòng)態(tài) 范圍，即光纖陀螺可感應(yīng)的速率范圍。

光纖陀螺的工作原理是基于薩格納克效應(yīng)。薩格納克效應(yīng)是相對(duì)慣性空間轉(zhuǎn)動(dòng)的閉環(huán)光路中所傳播光的一種普遍的相關(guān)效應(yīng)，即在同一閉合光路中從同一光源發(fā)出的兩束特征相等的光，以相反的方向進(jìn)行傳播，在匯合到同一探測點(diǎn)。微型光纖陀螺能完全保證陀螺在靜止?fàn)顟B(tài)下順、逆時(shí)針光波的光程相等。耦合器的功能在于使返回光耦合出一部分到探測器，作為陀螺的光輸出。偏振器位于光纖環(huán)與耦合器之間，使單模光保持單偏振狀態(tài)，從而消除光纖雙折射變化對(duì)陀螺性能的影響。光纖陀螺儀的分類按照性能和應(yīng)用的角度可分為速率級(jí)、術(shù)級(jí)和慣性戰(zhàn)級(jí)等３個(gè)級(jí)別。速率級(jí)光纖陀螺已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，主要應(yīng)用于機(jī)器人、下建造隧道、地管道路徑勘測裝置和汽車導(dǎo)航等對(duì)精度要求不高的場合。