Эта статья имеет нечеткий стиль цитирования . Октябрь 2020 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) ( |
Волоконно-оптический гироскоп ( ВОГ ) обнаруживает изменения в ориентации , используя эффект Саньяка , тем самым выполняя функцию механического гироскопа . Однако его принцип работы основан на интерференции света, проходящего через катушку из оптического волокна , длина которой может достигать 5 километров (3 миль).
Операция [ править ]
Два луча лазера вводятся в одно и то же волокно, но в противоположных направлениях. Из-за эффекта Саньяка луч, движущийся против вращения, испытывает немного меньшую задержку пути, чем другой луч. Результирующий дифференциальный фазовый сдвиг измеряется с помощью интерферометрии, тем самым переводя одну составляющую угловой скорости в сдвиг интерференционной картины, который измеряется фотометрически.
Оптика с разделением луча разделяет свет от лазерного диода (или другого лазерного источника света) на две волны, распространяющиеся как по часовой, так и против часовой стрелки через катушку, состоящую из множества витков оптического волокна. Сила эффекта Саньяка зависит от эффективной площади замкнутого оптического пути: это не просто геометрическая площадь контура, но также увеличивается на количество витков в катушке. Впервые ВОГ был предложен Вали и Шортхиллом [1] в 1976 году. Разработка как пассивного интерферометрического типа ВОГ, или IFOG, так и более новой концепции, пассивного кольцевого резонатора ВОГ, или RFOG, продолжается во многих компаниях и учреждениях по всему миру. . [2]
Преимущества [ править ]
FOG предоставляет чрезвычайно точную информацию о скорости вращения, отчасти из-за недостаточной чувствительности поперечной оси к вибрации, ускорению и ударам. В отличие от классического гироскопа с вращающейся массой или резонансных / механических гироскопов, FOG не имеет движущихся частей и не полагается на инерционное сопротивление движению. Следовательно, FOG - отличная альтернатива механическому гироскопу. Из-за присущей им надежности и длительного срока службы ВОГ используются в высокоэффективных космических приложениях [3] и военных инерциальных навигационных системах.
Обычно FOG имеет более высокое разрешение, чем кольцевой лазерный гироскоп . [ необходима цитата ]
ВОГ реализованы как в разомкнутой, так и в замкнутой конфигурации.
Недостатки [ править ]
Как и все другие технологии гироскопов, и в зависимости от детального проектирования ВОГ, ВОГ может потребовать первоначальной калибровки (определение того, какой показатель соответствует нулевой угловой скорости).
Некоторые конструкции FOG несколько чувствительны к вибрациям. [4] Однако в сочетании с многоосевыми FOG и акселерометрами и гибридизацией с данными GNSS воздействие смягчается, что делает системы FOG подходящими для условий сильной ударной нагрузки, включая системы наведения для 105-мм и 155-мм гаубиц.
См. Также [ править ]
- Система отсчета отношения и заголовка
- Полусферический резонаторный гироскоп
- Инерциальная единица измерения
- Инерциальная навигация
- Гироскоп с вибрирующей структурой
- Квантовый гироскоп
Ссылки [ править ]
- ^ Вали, V .; Шортхилл, Р.В. (1976). «Волоконно-кольцевой интерферометр». Прикладная оптика . 15 (5): 1099–100. Bibcode : 1976ApOpt..15.1099V . DOI : 10,1364 / AO.15.001099 . PMID 20165128 .
- ^ Лефевр, Эрве (1993). Волоконно-оптический гироскоп . ARTECH HOUSE, INC. ISBN 0-89006-537-3.
- ^ "Astrix® 1000" .
- ^ Чен, Сиюань; Ван, Вэй (2017). «Извлечение и компенсация ошибки вибрации ВОГ на основе улучшенного разложения по эмпирическим модам с маскирующим сигналом». Прикладная оптика . 56 (13): 3848–3856. Bibcode : 2017ApOpt..56.3848C . DOI : 10,1364 / AO.56.003848 . PMID 28463278 .
Источники [ править ]
- Энтони Лоуренс, Современные инерциальные технологии: навигация, наведение и управление , Springer, главы 11 и 12 (страницы 169–207), 1998. ISBN 0-387-98507-7 .
- Павлат, Джорджия (1994). «Волоконно-оптические гироскопы». Материалы LEOS'94 . 2 . С. 237–238. DOI : 10,1109 / LEOS.1994.586467 . ISBN 0-7803-1470-0.
- РПГ Коллинсон, Введение в системы авионики , 2003 Kluwer Academic Publishers, Бостон. ISBN 1-4020-7278-3 .
- Хосе Мигель Лопес-Хигуэр, Справочник по волоконно-оптической сенсорной технологии , 2000, John Wiley & Sons Ltd.
- Эрве Лефевр, Волоконно-оптический гироскоп , 1993, Artech House. ISBN 0-89006-537-3 .