Principio de funcionamiento detallado del giroscopio de fibra óptica

Principio de funcionamiento detallado del giroscopio de fibra óptica

En primer lugar, el principio básico: basado en el efecto Sagnac.

Relación entre la diferencia de rango óptico y la velocidad angular

Giroscopio de fibra óptica mediante la detección del mismo camino óptico cerrado en la propagación inversa de la diferencia de fase entre los dos haces de luz para deducir la velocidad angular.

Cuando una fibra óptica gira alrededor de una bobina con un portador, el haz que se propaga en la dirección de rotación pasa por una trayectoria óptica más larga que el haz que se propaga en la dirección opuesta,con un valor de transmisión superior a 20 W,;

La diferencia de rango óptico es proporcional a la velocidad angular de rotación, y la velocidad angular se puede calcular midiendo la diferencia de fase o el cambio de las franjas de interferencia.

En segundo lugar, la estructura y el flujo de trabajo clave

Composición de los componentes

bobina de fibra óptica: el componente central, generalmente compuesto por cientos o miles de metros de bobinado de fibra óptica, utilizado para formar un camino óptico cerrado;

Fuente de luz y detector: la fuente de luz láser emite señales de luz y el detector capta el cambio de intensidad de luz tras la interferencia.

Módulo de procesamiento de señales: convierte la diferencia de fase en una señal eléctrica y emite datos de velocidad angular.

Etapas de trabajo

El haz láser se divide en dos haces por el divisor de haz y se propaga en el sentido de las agujas del reloj y en sentido contrario a las agujas del reloj a lo largo de la bobina de fibra óptica;

Las señales ópticas convergen e interfieren en el detector, y la rotación hace que la diferencia de fase cambie;

La velocidad angular del portador se invierte al detectar el cambio en la intensidad de interferencia.

Tercero: Clasificación de la tecnología y ventajas

Evolución de la tecnología

Cuarta generación de giroscópio óptico: en comparación con el giroscópio mecánico y el giroscópio láser, el giroscópio de fibra óptica no tiene partes móviles, una fuerte resistencia a los golpes y una vida útil más larga;

Tipo de alta precisión: giroscopio de fibra óptica de grado de navegación que logra una estabilidad de sesgo cero mejor que 0,001°/h, adecuado para naves espaciales y guía de precisión.

Ventajas únicas

Alta sensibilidad: se puede medir una velocidad angular muy pequeña (por ejemplo, la velocidad de rotación de la tierra de 15°/h);

Adaptabilidad al medio ambiente: resistencia a altas temperaturas, interferencia antielectromagnética, adecuada para condiciones extremas.

Estructura compacta: el diseño miniaturizado es adecuado para UAV, robots y otros equipos miniaturizados.

Cuarto:Aplicaciones típicas

Campo militar: guía de misiles, sistema de estabilización del alcance del tanque;

Campo civil: control de actitud de los UAV, navegación de trenes de alta velocidad, vigilancia del estado del puente;

Aeroespacial: ajuste de posición del satélite, nave espacial de navegación inercial.

A través del principio y el diseño estructural anteriores, el giroscopio de fibra óptica realiza mediciones de velocidad angular de alta precisión y baja deriva,y se convierte en uno de los componentes centrales del sistema de navegación inercial.

Traducido con DeepL.com (versión gratuita)