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光纤陀螺是一种非常重要的角速率传感器件,具有寿命长、启动快、精度高、耗电少、动态范围宽等优点,在航空航天、导航等领域起到了极为关键的作用。光纤陀螺包括干涉式陀螺仪和谐振式陀螺仪两种,它们都是根据塞格尼克的理论发展起来的。塞格尼克理论的要点是这样的:当光束在一个环形的通道中前进时,如果环形通道本身具有一个转动速度,那么
光纤陀螺仪
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光纤陀螺是一种非常重要的角速率传感器件,具有寿命长、启动快、精度高、耗电少、动态范围宽等优点,在航空航天、导航等领域起到了极为关键的作用。光纤陀螺包括干涉式陀螺仪和谐振式陀螺仪两种,它们都是根据塞格尼克的理论发展起来的。
塞格尼克理论的要点是这样的:当光束在一个环形的通道中前进时,如果环形通道本身具有一个转动速度,那么光线沿着通道转动的方向前进所需要的时间要比沿着这个通道转动相反的方向前进所需要的时间要多。也就是说当光学环路转动时,在不同的前进方向上,光学环路的光程相对于环路在静止时的光程都会产生变化。利用这种光程的变化,如果使不同方向上前进的光之间产生干涉来测量环路的转动速度,这样就可以制造出干涉式光纤陀螺仪,如果利用这种环路光程的变化来实现在环路中不断循环的光之间的干涉,也就是通过调整光纤环路的光的谐振频率进而测量环路的转动速度,就可以制造出谐振式的光纤陀螺仪。从这个简单的介绍可以看出,干涉式陀螺仪在实现干涉时的光程差小,所以它所要求的光源可以有较大的频谱宽度,而谐振式的陀螺仪在实现干涉时,它的光程差较大,所以它所要求的光源必须有很好的单色性。

光纤陀螺仪通过硬件结构的不同,既有单轴光纤陀螺又有多轴光纤陀螺,因为多轴光纤陀螺可以进行对物体进行多方位的测量,所以目前被应用的比单轴的更多,多轴的光纤陀螺可以满足更多的技术要求,可以增加技术发展的便利性。光纤陀螺仪按照光学结构的不同,也可以分为两类,一种是全光纤陀螺仪,另一种是集成光学器件型的陀螺仪。全光纤型的制造成本相对较低,但是测量精度不会很高,因此多用于一些不要求太的场合与技术中;而集成光学器件型则相反,它主要是利用数字闭环技术,因此成本也相对高一些,但它可以达到比较高的测量精度,适合于要求的场合也是目前比较常用的一种模式。
光纤陀螺是一种用于惯性导航的光纤传感器,敏感角速率和角偏差的一种传感器,应用激光及光导纤维技术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。
利用光纤陀螺仪测得的地球自转角速率值及加速度计测得的陀螺仪与水平面夹角,经过计算机解算得到载体的基线与真北方向的夹角,从而得到载体方位角的值,放置于基线上的加速度计测出寻北仪的姿态角。
光纤陀螺寻北仪所使用的光纤陀螺是由光纤环、半导体激光器、y波导等器件组成,它们是固态器件,没有转动部分,使设备能够耐冲击、抗振动。这是其它非光纤类陀螺无法做到的。
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