光纤陀螺仪.docx

羀光纤陀螺羀编辑芆陀螺仪(gyroscope)意即“旋转指示器”,,是根据近代物理学原理制成的具有陀螺效应的传感器。螃光纤陀螺是一种用于惯性导航的光纤传感器羃肀光纤陀螺蚇因其无活动部件——高速转子,称为固态陀螺仪。这种新型全固态的陀螺仪将成为未来的主导产品,具有广泛的发展前途和应用前景。蒅2原理编辑螂光纤陀螺的工作原理是基于萨格纳克(Sagnac)效应。萨纳克效应是相对惯性空间转动的闭环光路中所传播光的一种普遍的相关效应,即在同一闭合光路中从同一光源发出的两束特征相等的光,以相反的方向进行传播,最后汇合到同一探测点。膀若绕垂直于闭合光路所在平面的轴线,相对惯性空间存在着转动角速度,则正、反方向传播的光束走过的光程不同,就产生光程差,其光程差与旋转的角速度成正比。因而只要知道了光程差及与之相应的相位差的信息,即可得到旋转角速度。肈3特点编辑羃与机电陀螺或激光陀螺相比,光纤陀螺具有如下特点:蒁(1)零部件少,仪器牢固稳定,具有较强的抗冲击和抗加速运动的能力;芀(2)绕制的光纤较长,使检测灵敏度和分辨率比激光陀螺仪提高了好几个数量级;葿(3)无机械传动部件,不存在磨损问题,因而具有较长的使用寿命;蚅(4)易于采用集成光路技术,信号稳定,且可直接用数字输出,并与计算机接口联接;薄(5)通过改变光纤的长度或光在线圈中的循环传播次数,可以实现不同的精度,并具有较宽的动态范围;莀(6)相干光束的传播时间短,因而原理上可瞬间启动,无需预热;蚆(7)可与环形激光陀螺一起使用,构成各种惯导系统的传感器,尤其是捷联式惯导系统的传感器;莆(8)结构简单、价格低,体积小、重量轻。莃4分类编辑蒀按工作原理:肆干涉型光纤陀螺仪(I—FOG),即第一代光纤陀螺仪,目前应用最广泛。它采用多匝光纤圈来增强SAGNAC效应,一个由多匝单模光纤线圈构成的双光束环形干涉仪可提供较高的精度,也势必会使整体结构更加复杂;螄谐振式光纤陀螺仪(R-FOG),是第二代光纤陀螺仪,采用环形谐振腔增强SAGNAC效应,利用循环传播提高精度,因此它可以采用较短光纤。R—FOG需要采用强相干光源来增强谐振腔的谐振效应,但强相干光源也带来许多寄生效应,如何消除这些寄生效应是目前的主要技术障碍。肁受激布里渊散射光纤陀螺仪(B-FOG),第三代光纤陀螺仪比前两代又有改进,目前还处于理论研究阶段。蒀按光学系统的构成:集成光学型和全光纤型光纤陀螺。蒇按结构:单轴和多轴光纤陀螺。薆按回路类型:开环光纤陀螺和闭环光纤陀螺。袀5技术问题编辑薀光纤陀螺自1976年问世以来,得到了极大的发展。但是,光纤陀螺在技术上还存在一系列问题,这些问题影响了光纤陀螺的精度和稳定性,进而限制了其应用的广泛性。主要包括:袈(1)温度瞬态的影响。理论上,环形干涉仪中的两个反向传播光路是等长的,但是这仅在系统不随时间变化时才严格成立。实验证明,,特别是在预热期间。羄(2)振动的影响。振动也会对测量产生影响,必须采用适当的封装以确保线圈良好的坚固性,内部机械设计必须十分合理,防止产生共振现象。袃(3)偏振的影响。现在应用比较多的单模光纤是一种双偏振模式的光纤,光纤的双折射会产生一个寄生相位差,因此需要偏振滤波。消偏光纤可