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陀螺仪的原理
一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时,是不会改变的。人们根据这个道理,用它来保持方向。然后用多种方法读取轴所指示的方向,并自动将数据信号传给控制系统。我们骑自行车其实也是利用了这个原理。轮子转得越快越不容易倒,因为车轴有一股保持水平的力量。现代陀螺仪可以准确地确定运动物体的方位的仪器,光
小型光纤陀螺
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视频作者:廊坊市航新仪器仪表有限公司
陀螺仪的原理
一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时,是不会改变的。人们根据这个道理,用它来保持方向。然后用多种方法读取轴所指示的方向,并自动将数据信号传给控制系统。我们骑自行车其实也是利用了这个原理。轮子转得越快越不容易倒,因为车轴有一股保持水平的力量。
现代陀螺仪可以准确地确定运动物体的方位的仪器,光纤陀螺仪就得到了非常迅速的发展,激光谐振陀螺仪也有了很大的发展。光纤陀螺仪具有结构紧凑,灵敏度高,工作可靠。光纤陀螺仪在很多的领域已经完全取代了机械式的传统的陀螺仪,成为现代导航仪器中的关键部件。小型光纤陀螺它是在机械陀螺仪的基础上研制出来的,机械陀螺仪的结构比较复杂,需要运动部件,且灵敏度不如它。光纤陀螺仪是光学陀螺仪的其中一种,主要利用光学的有关原理进行工作,根据不同的硬件结构与光学结构又可以分为很多种。所以,选择合适的光纤陀螺仪也是个技术问题。

光纤陀螺仪按照不同的分类标准,有不同的分类结果。
按结构可分为单轴和多轴光纤陀螺,光纤陀螺的多轴化是其发展方向之一。按其回路类型可分为开环光纤陀螺和闭环光纤陀螺两类,开环光纤陀螺不带反馈,直接检测光输出,省去许多复杂的光学和电路结构,具有结构简单,价格便宜,可靠性高和功率消耗低等优点,缺点是靠增加单模光纤的长度来提高陀螺仪的灵敏度,输入输出线性度差,动态范围小,主要用作角度传感器。闭环光纤陀螺包含闭环环节,大大降低光源漂移的影响,扩大了光纤陀螺的动态范围,对光源强度变化和元件增益变化不敏感,陀螺漂移非常小,输出线性度和稳定性至于相位变换器有关,主要应用于中等精度的惯性导航,对光纤陀螺的小型化和稳定性有重要作用,是光纤陀螺研究的主要趋势。
陀螺仪传感器是一个简单易用的基于自由空间移动和手势的定位和控制系统。在假想的平面上挥动鼠标,屏幕上的光标就会跟着移动,并可以绕着链接画圈和点击按键。当你正在演讲或离开桌子时,这些操作都能够很方便地实现。 光纤陀螺是基于物理学中的萨格纳克原理。这一定理的意思这样的:在测量空间中,用激光仪器发射出两束激光,并使得它们的方向相反,光路传播汇集于同一个观察点上。如果两束光走过的路程是相同的,那么不存在角速度和角度差值;如果两束光走过的路程不同,就会出现路程差,通过路程差就可以计算出被测量单元的角度差和角速度。光走过的路程差和被测单元的角速度呈正比例关系:光程差越大,角速度越大。这样,就可以得到被测物体的角速度和角度差了。
光纤陀螺仪价格较为昂贵。在民用领域主要使用中低精度光纤陀螺,因为价格比较低廉,能够满足目前精度的使用。主要应用在地面车辆的自动导航、定位定向、车辆控制;对民用飞机姿态控制;在地下工程维护中,寻找损坏的电力线、管道和通信光缆位置的定位工具和抢救工具等。通过科技实力不断的发展光纤陀螺仪再进一度发展,有望可以在更多的领域当中见到它的身影。光纤陀螺成本低、维护简便,正在许多已有系统上替代机械陀螺,从而大幅度提高系统的性能、降低和维护系统成本。现在,光纤陀螺已充分发挥了其质量轻、体积小、成本低、精度高、可靠性高等优势,正逐步替代其他型陀螺。
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