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文档简介

东营科技职业学院光纤传感器的应用拓展知识7.4光纤传感器光纤陀螺仪

现代陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体的方位的仪器,它是现代航空,航海,航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器,它的发展对一个国家的工业、国防和其他高科技的发展具有十分重要的战略意义。光纤陀螺仪研究工作大部分集中在干涉式,只有少数公司仍在研究谐振式光纤陀螺。光纤陀螺仪需要突破的主要技术为灵敏度消失、噪声和光纤双折射引起的漂移和偏振状态改变引起的比例因子不稳定。光纤传感器的应用拓展知识光纤陀螺仪

光纤陀螺仪是以光导纤维线圈为基础的敏感元件,由激光二极管发射出的光线朝两个方向沿光导纤维传播。光传播路径的改变,决定了敏感元件的角位移。

光纤陀螺仪与传统的机械陀螺仪相比,优点是全固态,没有旋转部件和摩擦部件,寿命长,动态范围大,瞬时启动,结构简单,尺寸小,重量轻。与激光陀螺仪相比,光纤陀螺仪没有闭锁问题,也不用在石英块精密加工出光路,成本低。1.光纤陀螺仪的定义光纤传感器的应用拓展知识光纤陀螺仪

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。20世纪70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80年代以后,现代光纤陀螺仪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传统的机械式的陀螺仪,成为现代导航仪器中的关键部件。

2.光纤陀螺仪的工作原理光纤传感器的应用拓展知识光纤陀螺仪

现代光纤陀螺仪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,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。3.光纤陀螺仪的种类光纤传感器的应用拓展知识光纤陀螺仪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,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。3.光纤陀螺仪的种类光纤传感器的应用拓展知识光纤陀螺仪光纤陀螺仪具有很高的精度和灵敏度.现在比较先进的光纤陀螺仪已经达到0.01°/h,比较典型的光纤陀螺应该具有量程宽,精度高,响应快,灵敏度高,模拟和数字输出,坚固可

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