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發(fā)布時(shí)間:2020-11-14 05:37  
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光纖陀螺是基于光纖通信和集成光學(xué)發(fā)展而來(lái)的一種新型現(xiàn)代陀螺儀,常用來(lái)測(cè)量物體相對(duì)于慣性空間的角速度或轉(zhuǎn)動(dòng)角度的無(wú)自轉(zhuǎn)質(zhì)量。作為一種新型的傳感器,光纖陀螺的性能非同小可。與傳統(tǒng)的機(jī)械類電類傳感器相比,它具有很多得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。光纖陀螺的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,不需要太多的機(jī)械元件,這樣使得它的結(jié)構(gòu)牢固,測(cè)量穩(wěn)定。傳感器的首要參數(shù)就是精度,而光纖陀螺的測(cè)量精度非常好,它擁有比傳統(tǒng)傳感器高3-5個(gè)數(shù)量級(jí)的測(cè)量精度和靈敏度。因?yàn)闆](méi)有復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu),在使用過(guò)程中,它的機(jī)械磨損比機(jī)械傳感器要小的多,使用壽命更長(zhǎng),抵抗外力和沖擊力的能力也更強(qiáng);此外,它采用大規(guī)模的集成技術(shù),可以直接進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,十分適合計(jì)算機(jī)的大型運(yùn)算作業(yè)下使用;它的測(cè)量域不僅寬廣,而且調(diào)節(jié)方便,只要改變光導(dǎo)纖維的長(zhǎng)短,即可改練光纖陀螺的量程;由于光的反應(yīng)速率極快,在理論上,光纖陀螺可以瞬間制動(dòng),不需要任何啟動(dòng)和反應(yīng)時(shí)間。由此可見(jiàn),在慣性傳感領(lǐng)域,光纖陀螺的優(yōu)勢(shì)之大,應(yīng)用之廣。

在近幾十年里,常用的陀螺儀包括框架陀螺、液浮陀螺和撓性陀螺這些含有轉(zhuǎn)子的機(jī)械陀螺,他們的工作都是基于轉(zhuǎn)動(dòng)部件在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的大角慣量來(lái)測(cè)量角運(yùn)動(dòng)的。光纖陀螺憑借著其無(wú)比的優(yōu)勢(shì)開(kāi)始漸漸占領(lǐng)了傳統(tǒng)機(jī)械陀螺的應(yīng)用領(lǐng)域。并隨著實(shí)踐的推移,精度也在不斷提高。
主要的優(yōu)勢(shì):
無(wú)運(yùn)動(dòng)部件,使用壽命長(zhǎng);
不受地球引力變化影響;
全固化結(jié)構(gòu)、抗沖擊能力強(qiáng);
工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜;
測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍大、無(wú)預(yù)熱時(shí)間、啟動(dòng)時(shí)間短。
陀螺的應(yīng)用領(lǐng)域主要是由陀螺零偏穩(wěn)定性決定的。正是因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)的存在, 光纖陀螺在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)會(huì)成為陀螺市場(chǎng)上的主要產(chǎn)品。基于捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)的光纖陀螺儀羅經(jīng)其旋轉(zhuǎn)軸與船舶坐標(biāo)系的三個(gè)軸相對(duì)應(yīng),它不僅可以作為航向的信息源,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)找北、指北,而且還可以得出航向回轉(zhuǎn)速率、橫、縱搖角度和航向的旋轉(zhuǎn)速率等可靠數(shù)據(jù),進(jìn)一步推動(dòng)船舶自動(dòng)化發(fā)展、保證船舶的操縱效果和保證航行安全。
現(xiàn)在光纖陀螺在慣性技術(shù)領(lǐng)域的地位已經(jīng)確立,逐漸發(fā)展成為慣性導(dǎo)航的主流儀表之一。光纖陀螺儀是以光導(dǎo)纖維線圈為基礎(chǔ)的敏感元件, 由激光二極管發(fā)射出的光線朝兩個(gè)方向沿光導(dǎo)纖維傳播。光傳播路徑的不同,決定了敏感元件的角位移。光纖陀螺儀與傳統(tǒng)的機(jī)械陀螺儀相比,優(yōu)點(diǎn)是全固態(tài),沒(méi)有旋轉(zhuǎn)部件和摩擦部件,壽命長(zhǎng),動(dòng)態(tài)范圍大,瞬時(shí)啟動(dòng),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,尺寸小,重量輕。與激光陀螺儀相比,光纖陀螺儀沒(méi)有閉鎖問(wèn)題,也不用在石英塊精密加工出光路,成本相對(duì)較低現(xiàn)在光纖陀螺在慣性技術(shù)領(lǐng)域的地位已經(jīng)確立,逐漸發(fā)展成為慣性導(dǎo)航的主流儀表之一。
