光纖陀螺公司信息推薦「航新」

光纖陀螺是一種非常重要的角速率傳感器件，具有壽命長、啟動快、精度高、耗電少、動態(tài)范圍寬等優(yōu)點，在航空航天、導航等領域起到了極為關鍵的作用。光纖陀螺包括干涉式陀螺儀和諧振式陀螺儀兩種，它們都是根據(jù)塞格尼克的理論發(fā)展起來的。塞格尼克理論的要點是這樣的：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。利用這種光程的變化，如果使不同方向上前進的光之間產(chǎn)生干涉來測量環(huán)路的轉(zhuǎn)動速度，這樣就可以制造出干涉式光纖陀螺儀，如果利用這種環(huán)路光程的變化來實現(xiàn)在環(huán)路中不斷循環(huán)的光之間的干涉，也就是通過調(diào)整光纖環(huán)路的光的諧振頻率進而測量環(huán)路的轉(zhuǎn)動速度，就可以制造出諧振式的光纖陀螺儀。從這個簡單的介紹可以看出，干涉式陀螺儀在實現(xiàn)干涉時的光程差小，所以它所要求的光源可以有較大的頻譜寬度，而諧振式的陀螺儀在實現(xiàn)干涉時，它的光程差較大，所以它所要求的光源必須有很好的單色性。

光纖陀螺的應用是光纖陀螺研究的一個重要方向。由于光纖陀螺自身的優(yōu)越性和其潛在應用的廣泛性，三軸 MEMS光纖陀螺儀可結(jié)合三軸MEMS加速度計實現(xiàn)所謂六軸產(chǎn)品，三軸陀螺儀可以同時測定 6 個方向的位置、移動軌跡和加速度。從 MEMS光纖陀螺儀的應用方向來看，陀螺儀能夠測量沿一個軸或幾個軸運動的角速度，可與MEMS 加速度計（加速計）形成優(yōu)勢互補，如果組合使用加速度計和陀螺儀這兩種傳感器，可能更好地跟蹤并捕獲三維空間的完整運動， 從而提高陀螺儀精度。光纖陀螺主要在汽車導航、定位和姿態(tài)控制、機器人等許多精 度要求不高的民用領域中有廣闊的應用。

零偏是輸入角速度為零(即陀螺靜止)時陀螺儀的輸出量， 以規(guī)定時間內(nèi)測得的輸出量平均值相應的等效輸入角速度表 示，理想情況下為地球自轉(zhuǎn)角速度的分量。標度因數(shù)是陀螺儀輸出量與輸入角速率的比值，用某一特 定直線斜率表示，是反映陀螺靈敏度的量，其穩(wěn)定性和準確性 是陀螺儀的一項重要指標，綜合反映了光纖陀螺的測試和擬合度。表征光纖陀螺儀中角速度輸出白噪聲大小的一項技術指 標，它反映的是光纖陀螺儀輸出的角速度積分隨時間積累的不 確定性，因此也可稱為角隨機游走。 閾值表示光纖陀螺能感應的較小輸入速率。分辨率表示陀 螺儀在規(guī)定輸入角速率下能感應的較小輸入速率增量。閾值和 分辨率都表征光纖陀螺儀的靈敏度。表示陀螺正、反方向輸入速率的更大值，表征陀螺的動態(tài) 范圍，即光纖陀螺可感應的速率范圍。

光纖陀螺的工作原理是基于薩格納克效應。薩格納克效應是相對慣性空間轉(zhuǎn)動的閉環(huán)光路中所傳播光的一種普遍的相關效應，即在同一閉合光路中從同一光源發(fā)出的兩束特征相等的光，以相反的方向進行傳播，在匯合到同一探測點。光纖陀螺公司能完全保證陀螺在靜止狀態(tài)下順、逆時針光波的光程相等。耦合器的功能在于使返回光耦合出一部分到探測器，作為陀螺的光輸出。偏振器位于光纖環(huán)與耦合器之間，使單模光保持單偏振狀態(tài)，從而消除光纖雙折射變化對陀螺性能的影響。光纖陀螺儀的分類按照性能和應用的角度可分為速率級、術級和慣性戰(zhàn)級等３個級別。速率級光纖陀螺已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，主要應用于機器人、下建造隧道、地管道路徑勘測裝置和汽車導航等對精度要求不高的場合。