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光纖傳感器以其輕巧耐用、靈敏度高、抗電磁干擾和可實現(xiàn)分布式檢測等優(yōu)點,更加適合建筑工程中的應(yīng)力、應(yīng)變檢測,其中光纖光柵傳感器是理想的靈敏元件。光纖陀螺是一種用于慣性導航的光纖傳感器,敏感角速率和角偏差的一種傳感器,應(yīng)用激光及光導纖維技術(shù)測量物體相對于慣性空間的角速度或轉(zhuǎn)動角度的無自轉(zhuǎn)質(zhì)量。光纖陀螺是一種用于慣性導航的光纖傳感器陀螺儀(gyroscope)意即“旋轉(zhuǎn)指示器”,是指敏感角速率和角偏差的一種傳感器.光纖陀螺儀是廣義上的陀螺儀,是根據(jù)近代物理學原理制成的具有陀螺效應(yīng)的傳感器。因其無活動部件——高速轉(zhuǎn)子,稱為固態(tài)陀螺儀。這種新型全固態(tài)的陀螺儀將成為未來的主導產(chǎn)品,具有廣泛的發(fā)展前途和應(yīng)用前景。
陀螺儀的原理
一個旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)軸所指的方向在不受外力影響時,是不會改變的。人們根據(jù)這個道理,用它來保持方向。然后用多種方法讀取軸所指示的方向,并自動將數(shù)據(jù)信號傳給控制系統(tǒng)。我們騎自行車其實也是利用了這個原理。輪子轉(zhuǎn)得越快越不容易倒,因為車軸有一股保持水平的力量。現(xiàn)代陀螺儀可以準確地確定運動物體的方位的儀器,光纖陀螺儀就得到了非常迅速的發(fā)展,激光諧振陀螺儀也有了很大的發(fā)展。光纖陀螺儀具有結(jié)構(gòu)緊湊,靈敏度高,工作可靠。光纖陀螺儀在很多的領(lǐng)域已經(jīng)完全取代了機械式的傳統(tǒng)的陀螺儀,成為現(xiàn)代導航儀器中的關(guān)鍵部件。光纖陀螺公司它是在機械陀螺儀的基礎(chǔ)上研制出來的,機械陀螺儀的結(jié)構(gòu)比較復雜,需要運動部件,且靈敏度不如它。光纖陀螺儀是光學陀螺儀的其中一種,主要利用光學的有關(guān)原理進行工作,根據(jù)不同的硬件結(jié)構(gòu)與光學結(jié)構(gòu)又可以分為很多種。所以,選擇合適的光纖陀螺儀也是個技術(shù)問題。
光纖陀螺儀是一種能夠準確地確定運動物體方位的儀器,光纖陀螺公司和環(huán)形激光陀螺一樣,具有無機械活動部件、無預熱時間、不敏感加速度、動態(tài)范圍寬、數(shù)字輸出、體積小等優(yōu)點。光纖陀螺儀是一種以光導纖維線圈為基礎(chǔ)的敏感元件,由激光二極管發(fā)射出的光線朝兩個方向沿光導纖維傳播,光傳播路徑的改變,決定了敏感元件的角位移。具體來說,光纖陀螺儀的實現(xiàn)主要基于塞格尼克理論:當光束在一個環(huán)形的通道中前進時,如果環(huán)形通道本身具有一個轉(zhuǎn)動速度,那么光線沿著通道轉(zhuǎn)動的方向前進所需要的時間要比沿著這個通道轉(zhuǎn)動相反的方向前進所需要的時間要多。也就是說當光學環(huán)路轉(zhuǎn)動時,在不同的前進方向上,光學環(huán)路的光程相對于環(huán)路在靜止時的光程都會產(chǎn)生變化。利用光程的變化,檢測出兩條光路的相位差或干涉條紋的變化,就可以測出光路旋轉(zhuǎn)角速度,這便是光纖陀螺儀的工作原理。
光纖陀螺即光纖角速度傳感器,現(xiàn)代陀螺儀是一種能夠準確地確定運動物體的方位的儀器,光纖陀螺成本低、維護簡便,正在許多已有系統(tǒng)上替代機械陀螺,從而大幅度提高系統(tǒng)的性能、降低和維護系統(tǒng)成本?,F(xiàn)在,光纖陀螺已充分發(fā)揮了其質(zhì)量輕、體積下、成本低、精度高、可靠性高等優(yōu)勢,正逐步替代其他型陀螺。今后光纖陀螺的研究趨勢有: (1)采用三軸測量代替單軸,研發(fā)多功能集成光學芯片、保偏技術(shù)等,加大光纖陀螺的小型化、低成本化力度;(2)深入開發(fā)中、低精度光纖陀螺的應(yīng)用,特別是民用慣性導航技術(shù);(3)加強精密級光纖陀螺的技術(shù)與應(yīng)用研究,開發(fā)新型的光纖陀螺B-FOG和FRLG等。