每個(gè)陀螺儀內(nèi)部都有一個(gè)激光器，用于通過光纖發(fā)送兩束獨(dú)立的光。光束以相反的方向通過一個(gè)獨(dú)立的閉環(huán)傳播，并返回光探測(cè)器，在那里記錄它們的行進(jìn)時(shí)間。 如果沒有旋轉(zhuǎn)變化，兩束光將同時(shí)返回。 任何旋轉(zhuǎn)都意味著每個(gè)光束行進(jìn)的距離都會(huì)發(fā)生變化，并導(dǎo)致光束在不同的時(shí)間到達(dá)。角旋轉(zhuǎn)可以根據(jù)哪個(gè)光束首先到達(dá)以及第二個(gè)光束延遲多長時(shí)間來測(cè)量。

一、陀螺儀技術(shù)的使用

       100多年來，陀螺儀技術(shù)一直在各種應(yīng)用中幫助導(dǎo)航。 機(jī)械陀螺儀被依賴了大約60 年，直到環(huán)形激光陀螺儀發(fā)明于1960年代。然而，直到1970 年代，光纖陀螺儀被開發(fā)，實(shí)施并流行在一個(gè)從潛艇到航天器的廣泛應(yīng)用。

機(jī)械陀螺儀

       任何陀螺儀的目標(biāo)都是測(cè)量任何單個(gè)軸上的角度旋轉(zhuǎn)。這對(duì)于確定 俯仰角、橫滾角和偏航角在需要可靠導(dǎo)航信息才能正常運(yùn)行的系統(tǒng)中。想象一下，一架飛機(jī)起飛，一枚NASA火箭俯沖射程，或者一枚導(dǎo)彈找到目標(biāo)。用于此類應(yīng)用的陀螺儀測(cè)量每輛車的角旋轉(zhuǎn)速率。這些關(guān)鍵信息被發(fā)送到下游控制和穩(wěn)定車輛。

       每個(gè)陀螺儀都以不同程度的可靠性和準(zhǔn)確性提供這些信息，那么光纖陀螺儀與其他陀螺儀有何不同呢？

二、光纖技術(shù)

       顧名思義，光纖陀螺儀利用 光纖來執(zhí)行他們的工作。光纖由玻璃制成，在許多應(yīng)用中用于將光從一個(gè)點(diǎn)發(fā)送到另一個(gè)點(diǎn).通常用于電話和互聯(lián)網(wǎng)等電信，光纖電纜是 極其快速和可靠.

光纖特寫

       在光纖陀螺中，這種透光方法不是用于在其他地方傳遞信息，而是緊緊纏繞在陀螺儀內(nèi)的獨(dú)立閉環(huán)中。這允許光纖陀螺儀利用 “薩格納克效應(yīng)”。

三、薩格納克效應(yīng)

       由法國物理學(xué)家喬治·薩格納克發(fā)現(xiàn)，這種現(xiàn)象是每個(gè)光纖陀螺儀工作方式的核心。

       在陀螺儀內(nèi)部，激光用于發(fā)送兩束獨(dú)立的光束通過光纖。每個(gè)光束在 相反的方向，在光纖的整個(gè)長度上傳播，可以長達(dá)5公里。然后，每個(gè)光束返回到光探測(cè)器，在那里它們記錄行程時(shí)間.

       以巡航高度的國際航班為例。飛機(jī)穩(wěn)定，直線飛行，水平飛行，沒有旋轉(zhuǎn)變化。

飛機(jī)在巡航高度飛行

       當(dāng)飛機(jī)正在經(jīng)歷時(shí)無旋轉(zhuǎn)變化這光束同時(shí)返回探測(cè)器.在這種情況下，有無延遲或“相移” 在每束光之間。飛機(jī)被檢測(cè)為穩(wěn)定并且沒有經(jīng)歷任何旋轉(zhuǎn)速率關(guān)于任何給定的軸。

       然而，當(dāng)飛機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)，Sagnac 就會(huì)完全發(fā)揮作用。當(dāng)飛機(jī)向右轉(zhuǎn)彎時(shí)，專用于橫滾軸的光纖陀螺儀將經(jīng)歷兩束光之間的到達(dá)延遲。當(dāng)它轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每個(gè)光束必須行進(jìn)的距離會(huì)發(fā)生變化.

光纖陀螺儀內(nèi)部圖

       這逆旋轉(zhuǎn)方向行進(jìn)的光將首先返回由于探測(cè)器已稍微靠近行進(jìn)光束。在此示例中，向左行進(jìn)的光束將首先返回。同樣，向右行進(jìn)的光束也需要更長的時(shí)間。每束光之間的相移被檢測(cè)為旋轉(zhuǎn)變化.然后，這些關(guān)鍵信息可以在飛機(jī)，航天器，潛艇或?qū)椫邢蛳掠伟l(fā)送以穩(wěn)定它。這種情況發(fā)生的速度為每秒 100 次提供非常精確的測(cè)量。

四、陀螺儀校準(zhǔn)

       與任何陀螺儀一樣，來源錯(cuò)誤, 偏見和噪聲必須仔細(xì)核算和糾正。在制造過程中，對(duì)光纖陀螺儀進(jìn)行校準(zhǔn)，以校正幾種潛在的來源陀螺儀本身或環(huán)境可能引入的誤差.校正后，光纖陀螺儀提供非常高的性能水平.

五、為什么要使用光纖陀螺儀？

       光纖陀螺儀在許多應(yīng)用中已經(jīng)無處不在，具有幾個(gè)吸引人的屬性。他們是在具有明顯振動(dòng)的惡劣環(huán)境中可靠運(yùn)行有無移動(dòng)部件，提供價(jià)格和高性能之間的良好平衡和 運(yùn)行時(shí)間長。

       相關(guān)傳感器產(chǎn)品：3DMCV5-AHRS、3DMCV7-AHRS、3DMGX5-AHRS、3DMCX5-AHRS。