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發布時間:2021-09-27 05:41  
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光纖陀螺儀通過硬件結構的不同,既有單軸光纖陀螺又有多軸光纖陀螺,因為多軸光纖陀螺可以進行對物體進行多方位的測量,所以目前被應用的比單軸的更多,多軸的光纖陀螺可以滿足更多的技術要求,可以增加技術發展的便利性。光纖陀螺儀按照光學結構的不同,也可以分為兩類,一種是全光纖陀螺儀,另一種是集成光學器件型的陀螺儀。全光纖型的制造成本相對較低,但是測量精度不會很高,因此多用于一些不要求太的場合與技術中;而集成光學器件型則相反,它主要是利用數字閉環技術,因此成本也相對高一些,但它可以達到比較高的測量精度,適合于要求的場合也是目前比較常用的一種模式。
在智能工業與智能物流領域,陀螺儀主要應用在航姿參考系統,及無人機慣性導航中,包括無人機航姿參考系統、航拍穩定系統和無人機快遞;在精準農業領域,陀螺儀常常用來包括自動收割機和自動噴灑機等在內的機具定位和導航應用中;在智能家居領域,陀螺儀的應用主要包括智能掃地機器和服務機器人等;在車聯網領域,陀螺儀常用在車輛及貨運智能管理系統中,例如可對車輛位置、行車軌跡進行監測,也可以對車輛姿態進行管理和求救;在智能領域,陀螺儀的常見應用包括聾啞人手勢識別系統和仿生義肢等。目前光纖陀螺的發展方向主要有三個方面:一是繼續提高陀螺精度,把零偏穩定性降低到0.001°/h~0.01°/h ,標度因數穩定性提高到優于10ppm。二是降低成本,技術上向集成光學方向發展,以利于批量生產, 提高可靠性和競爭力。三是提高工程化水平, 改善全溫范圍內的零偏穩定性和逐次啟動的零偏重復性。
光纖陀螺的基本工作原理來自Sagnac效應。Sagnac效應是相對于慣性空間轉動的閉環光路中斷傳播光的一種普遍的相關效應,即在同一閉合光路中從同一光源發出的兩束特征相同的光,以互為相反的方向傳輸并后匯聚到同一探測點;若繞垂直于閉合光路所在平面的垂線,相對慣性空間存在著旋轉角速度,則正、反兩束光走過的光程不等,產生光程差。光纖陀螺儀與傳統的機械陀螺儀相比,優點是全固態,沒有旋轉部件和摩擦部件,壽命長,動態范圍大,瞬時啟動,結構簡單,尺寸小,重量輕。與激光陀螺儀相比,光纖陀螺儀沒有閉鎖問題,也不用在石英塊精密加工出光路,成本低。

光纖陀螺的應用是光纖陀螺研究的一個重要方向。由于光纖陀螺自身的優越性和其潛在應用的廣泛性,三軸 MEMS光纖陀螺儀可結合三軸MEMS加速度計實現所謂六軸產品,三軸陀螺儀可以同時測定 6 個方向的位置、移動軌跡和加速度。從 MEMS光纖陀螺儀的應用方向來看,陀螺儀能夠測量沿一個軸或幾個軸運動的角速度,可與MEMS 加速度計(加速計)形成優勢互補,如果組合使用加速度計和陀螺儀這兩種傳感器,可能更好地跟蹤并捕獲三維空間的完整運動, 從而提高陀螺儀精度。光纖陀螺主要在汽車導航、定位和姿態控制、機器人等許多精 度要求不高的民用領域中有廣闊的應用。
