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与机电陀螺或激光陀螺相比,光纤陀螺具有如下特点:(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;(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;(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;(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
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
与机电陀螺或激光陀螺相比,光纤陀螺具有如下特点:(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;(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;(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;(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;(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;(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;(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;(8)结构简单、价格低,体积小、重量轻。
小型光纤陀螺产品零偏稳定性小于等于0.015°/h(10s平滑),响应频带宽、±5V直流电源供电、功率小于5W,采用RS422数字通信方式,便于用户使用,是取代传统机械陀螺的理想惯性器件。
应用领域:惯性导航系统、定位定向系统、姿态测量系统、伺服稳定系统等领域应用。
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。

小型光纤陀螺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;
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,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。光纤陀螺仪按照不同的分类标准,有不同的分类结果。1、按结构可分为单轴和多轴光纤陀螺,纤陀螺的多轴化正光是其发展方向之一。2、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,接检测光输直出,许多复杂的光学和电路结构,有结构简单。3、按工作原理可分为干涉式光纤陀螺、振式光纤陀螺谐制器。


小型光纤陀螺主要的优势:无运动部件,使用寿命长;不受地球引力变化影响;全固化结构、抗冲击能力强;工艺相对简单,价格便宜;测量动态范围大、无预热时间、启动时间短。陀螺的应用领域主要是由陀螺零偏稳定性决定的。正是因为这些优点的存在, 光纤陀螺在今后相当长的一段时间内会成为陀螺市场上的主流的产品。小型光纤陀螺的发展方向主要有三个方面:一是继续提高陀螺精度,把零偏稳定性降低到0.001°/h~0.01°/h ,标度因数稳定性提高到优于10ppm。二是降低成本,技术上向集成光学方向发展,以利于批量生产, 提高可靠性和竞争力。三是提高工程化水平, 改善全温范围内的零偏稳定性和逐次启动的零偏重复性。
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