Principio di funzionamento dettagliato del giroscopio in fibra ottica

Principio di funzionamento dettagliato del giroscopio in fibra ottica

In primo luogo, il principio fondamentale: basato sull'effetto Sagnac.

Relazione tra differenza di raggio ottico e velocità angolare

Giroscopio in fibra ottica attraverso la rilevazione dello stesso percorso ottico chiuso nella propagazione inversa della differenza di fase tra i due fasci di luce per dedurre la velocità angolare.

Quando una fibra ottica ruota attorno a una bobina con un vettore, il fascio che si propaga nella direzione di rotazione subisce un percorso ottico più lungo del fascio che si propaga nella direzione opposta,con un'intensità di potenza di potenza superiore a 50 W,;

La differenza di intervallo ottico è proporzionale alla velocità angolare di rotazione e la velocità angolare può essere calcolata misurando la differenza di fase o il cambiamento delle frange di interferenza.

In secondo luogo, la struttura chiave e il flusso di lavoro

Composizione dei componenti

bobina di fibra ottica: il componente centrale, generalmente costituito da centinaia o migliaia di metri di avvolgimento in fibra ottica, utilizzato per formare un percorso ottico chiuso;

sorgente luminosa e rilevatore: la sorgente luminosa laser emette segnali luminosi e il rilevatore cattura il cambiamento di intensità luminosa dopo l'interferenza;

Modulo di elaborazione del segnale: converte la differenza di fase in un segnale elettrico e fornisce dati di velocità angolare.

Passi di lavoro

Il fascio laser è diviso in due fasci dal divisore di fasci e si propaga nel senso orario e in senso antiorario lungo la bobina in fibra ottica;

I segnali ottici convergono e interferiscono al rivelatore, e la rotazione provoca un cambiamento della differenza di fase;

La velocità angolare del vettore viene invertita rilevando il cambiamento dell'intensità di interferenza.

Terzo: Classificazione della tecnologia e vantaggi

Evoluzione della tecnologia

Quarta generazione di giroscopio ottico: rispetto al giroscopio meccanico e al giroscopio laser, il giroscopio in fibra ottica non presenta parti mobili, una forte resistenza agli urti e una durata più lunga;

Tipo ad alta precisione: giroscopio in fibra ottica di navigazione raggiunge una stabilità a biaso zero migliore di 0,001°/h, adatto per veicoli spaziali e guida di precisione.

Vantaggi unici

Alta sensibilità: è possibile misurare una velocità angolare molto piccola (ad esempio, la velocità di rotazione della terra di 15°/h);

Adattabilità ambientale: resistenza alle alte temperature, interferenze anti-elettromagnetiche, adatte alle condizioni estreme;

Struttura compatta: progettazione miniaturizzata adatta a UAV, robot e altre attrezzature miniaturizzate.

Quarto:Applicazioni tipiche

Campo militare: guida missilistica, sistema di stabilizzazione della portata del carro armato;

Campo civile: controllo dell'atteggiamento degli UAV, navigazione dei treni ad alta velocità, monitoraggio della salute dei ponti;

Aerospaziale: regolazione dell'atteggiamento satellitare, navigazione inerziale dei veicoli spaziali.

Attraverso il suddetto principio e la progettazione strutturale, il giroscopio in fibra ottica realizza una misurazione della velocità angolare ad alta precisione e a bassa deriva,e diventa uno dei componenti principali del sistema di navigazione inerziale.

Traduzione con DeepL.com (versione gratuita)