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光纤陀螺仪是通过萨格纳效应工作的,萨格纳效应就是在一个封闭光路里,有一个光源,发出两个相反的方向的光线,交汇到一个监测点,会产生干涉。如果产生竖直于封闭光路所在平面的惯性空间的角速度,那么沿相反方向传播的光线会出现光程差,这个光程差值和上述角速度成正比。通过光程差与相位差以及光程差与角速度的关系,检测相位差,从而计算
民用光纤陀螺
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光纤陀螺仪是通过萨格纳效应工作的,萨格纳效应就是在一个封闭光路里,有一个光源,发出两个相反的方向的光线,交汇到一个监测点,会产生干涉。如果产生竖直于封闭光路所在平面的惯性空间的角速度,那么沿相反方向传播的光线会出现光程差,这个光程差值和上述角速度成正比。通过光程差与相位差以及光程差与角速度的关系,检测相位差,从而计算得角速度。这样便得到了物体的角速度与方位变化。民用光纤陀螺具备轻小型、、快启动、宽带宽、长期性能稳定等特点。在应用过程中,结构稳定,耐冲击;检测灵敏度和分辨力高;动态范围极宽;寿命长,信号稳定可靠。
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。

光纤陀螺的应用是光纤陀螺研究的一个重要方向。由于光纤陀螺自身的优越性和其潜在应用的广泛性,三轴 MEMS光纤陀螺仪可结合三轴MEMS加速度计实现所谓六轴产品,三轴陀螺仪可以同时测定 6 个方向的位置、移动轨迹和加速度。从 MEMS光纤陀螺仪的应用方向来看,陀螺仪能够测量沿一个轴或几个轴运动的角速度,可与MEMS 加速度计(加速计)形成优势互补,如果组合使用加速度计和陀螺仪这两种传感器,可能更好地跟踪并捕获三维空间的完整运动, 从而提高陀螺仪精度。光纤陀螺主要在汽车导航、定位和姿态控制、机器人等许多精 度要求不高的民用领域中有广阔的应用。
其轻型的固态结构带来了的技术优势:可靠性高、寿命长、能够耐冲击和振动、有很宽的动态范围、带宽大、瞬时启动、功耗低等。光纤陀螺还具有非常实用的设计灵活性,在光电元件和组装工艺保持不变的情况下,通过改变光纤敏感线圈的长度或直径,可以满足特殊应用所需的性能要求。对于光纤陀螺的应用主要集中在定位、姿态控制和方向测量三个方面。光纤陀螺仪的精度不同,可以应用的领域也 就不同。民用光纤陀螺按照精度不同可以划分为低、中、高三种精度,在不用精度的光纤陀螺仪中,中的光纤陀螺主要应 用在空间技术、军事应用和科学研究领域,而低成本、低精度 光纤陀螺主要在汽车导航、定位和姿态控制、机器人等许多精度要求不高的民用领域中有广阔的应用。
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