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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:(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,相位误差以及旋转速率测量值的漂移与温
新型光纤陀螺
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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:(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,相位误差以及旋转速率测量值的漂移与温度的时间导数成正比.这是十分有害的,特别是在预热期间。(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。(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。消偏光纤可以抑制偏振,但是却会导致成本的增加。为了提高陀螺的性能.人们提出了各种解决办法。包括对光纤陀螺组成元器件的改进,以及用信号处理的方法的改进等。
光纤传感器主要由光源、光纤、敏感元件、光电探测器和信号处理系统等部分组成,由光源发出的光通过传输光纤到达敏感元件(传感头),光的某一性质在此受被测量调制,已调制的光信号经光电探测器转变为电信号,在经信号处理系统得到被测量。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。
光纤陀螺是基于光纤通信和集成光学发展而来的一种新型现代陀螺仪,常用来测量物体相对于惯性空间的角速度或转动角度的无自转质量。光纤陀螺在当今的惯性传感器领域有着特殊的重要意义,陀螺仪原理上就是运用物体高速旋转时,角动量很大,旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质,所制造出来的定向仪器。传统的惯性陀螺仪主要是指机械式的陀螺仪,机械式的陀螺仪对工艺结构的要求很高,结构复杂,它的精度受到了很多方面的制约。自从上个世纪七十年代以来,现代陀螺仪的发展已经进入了一个全新的阶段。Vali等提出了现代光纤陀螺仪的基本设想,到八十年代以后,现代光纤陀螺仪就得到了非常迅速的发展,由于光纤陀螺仪具有结构紧凑,灵敏度高,工作可靠等等优点,所以目前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。
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