फाइबर अप्टिक जाइरो

फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोप फाइबर एङ्गुलर वेलोसिटी सेन्सर हो, जुन विभिन्न फाइबर ओप्टिक सेन्सरहरू मध्ये सबैभन्दा आशाजनक एक हो। फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोप, रिंग लेजर जाइरोस्कोप जस्तै, कुनै मेकानिकल चल्ने भागहरू, कुनै वार्म-अप समय, असंवेदनशील प्रवेग, फराकिलो गतिशील दायरा, डिजिटल आउटपुट, र सानो आकारको फाइदाहरू छन्। थप रूपमा, फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोपले रिंग लेजर जाइरोस्कोपको घातक कमजोरीहरू जस्तै उच्च लागत र अवरुद्ध घटनालाई पनि पार गर्दछ। तसर्थ, फाइबर ओप्टिक जाइरोस्कोपहरू धेरै देशहरूले मूल्यवान छन्। कम परिशुद्धता नागरिक फाइबर ओप्टिक जाइरोस्कोपहरू पश्चिमी यूरोपमा साना ब्याचहरूमा उत्पादन गरिएको छ। यो अनुमान गरिएको छ कि 1994 मा, अमेरिकी gyroscope बजार मा फाइबर अप्टिक gyroscopes को बिक्री 49% पुग्नेछ, र केबल gyroscope दोस्रो स्थान लिनेछ (बिक्री को 35% को लागी लेखा)।

फाइबर ओप्टिक जाइरोस्कोप को कार्य सिद्धान्त Sagnac प्रभाव मा आधारित छ। Sagnac प्रभाव एक बन्द-लूप अप्टिकल मार्गमा जडित स्थानको सापेक्ष घुम्ने प्रकाशको सामान्य सम्बन्धित प्रभाव हो, अर्थात्, समान विशेषताहरू भएका प्रकाशका दुई बीमहरू समान बन्द अप्टिकल मार्गमा उही प्रकाश स्रोतबाट उत्सर्जित हुन्छन् जुन विपरित दिशाहरूमा फैलिन्छ। । अन्तमा एउटै पत्ता लगाउने बिन्दुमा मर्ज गर्नुहोस्।
यदि बन्द अप्टिकल मार्गको समतलमा अक्षको वरिपरि जडित स्थानको सापेक्ष घुमाउने कोणीय वेग छ भने, अगाडि र उल्टो दिशाहरूमा प्रकाश किरणहरूले यात्रा गरेको अप्टिकल मार्ग फरक हुन्छ, परिणामस्वरूप अप्टिकल पथ भिन्नता हुन्छ, र अप्टिकल पथ भिन्नता रोटेशनको कोणीय वेगसँग समानुपातिक छ। । तसर्थ, जबसम्म अप्टिकल पथ भिन्नता र सम्बन्धित चरण भिन्नता जानकारी थाहा हुन्छ, घूर्णन कोणीय वेग प्राप्त गर्न सकिन्छ।

इलेक्ट्रोमेकानिकल जाइरोस्कोप वा लेजर जाइरोस्कोपसँग तुलना गर्दा, फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोपमा निम्न विशेषताहरू छन्:
(१) केही भागहरू, उपकरण दृढ र स्थिर छ, र प्रभाव र प्रवेगको लागि बलियो प्रतिरोध छ;
(२) कोइल गरिएको फाइबर लामो हुन्छ, जसले लेजर जाइरोस्कोपको तुलनामा धेरै परिमाणका अर्डरहरूद्वारा पत्ता लगाउने संवेदनशीलता र रिजोल्युसनमा सुधार गर्दछ;
(3) त्यहाँ कुनै मेकानिकल प्रसारण भागहरू छैनन्, र त्यहाँ कुनै पहिरन समस्या छैन, त्यसैले यसको लामो सेवा जीवन छ;
(4) एकीकृत अप्टिकल सर्किट टेक्नोलोजी अपनाउन सजिलो छ, सिग्नल स्थिर छ, र यो सीधा डिजिटल आउटपुटको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ र कम्प्युटर इन्टरफेससँग जोडिएको छ;
(5) अप्टिकल फाइबरको लम्बाइ वा कुण्डलमा प्रकाशको चक्रीय प्रसारको संख्या परिवर्तन गरेर, विभिन्न परिशुद्धताहरू प्राप्त गर्न सकिन्छ र फराकिलो गतिशील दायरा प्राप्त गर्न सकिन्छ;
(6) सुसंगत बीमको प्रजनन समय छोटो छ, त्यसैले सिद्धान्तमा यसलाई प्रि-हिट नगरी तुरुन्तै सुरु गर्न सकिन्छ;
(7) यो रिंग लेजर जाइरोस्कोपसँग सँगै प्रयोग गर्न सकिन्छ विभिन्न जडत्वीय नेभिगेसन प्रणालीहरूको सेन्सरहरू बनाउन, विशेष गरी स्ट्र्याप-डाउन इनर्टियल नेभिगेसन प्रणालीहरूको सेन्सरहरू;
(8) सरल संरचना, कम मूल्य, सानो आकार र हल्का वजन।

वर्गीकरण
कार्य सिद्धान्त अनुसार:
इन्टरफेरोमेट्रिक फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोप (I-FOG), फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोपको पहिलो पुस्ता, हाल सबैभन्दा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। यसले SAGNAC प्रभाव बढाउन बहु-टर्न अप्टिकल फाइबर कोइल प्रयोग गर्दछ। बहु-टर्न एकल-मोड अप्टिकल फाइबर कोइलले बनेको डुअल-बीम टोरोइडल इन्टरफेरोमिटरले उच्च सटीकता प्रदान गर्न सक्छ र अनिवार्य रूपमा समग्र संरचनालाई थप जटिल बनाउँदछ;
रेजोनन्ट फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोप (R-FOG) दोस्रो पुस्ताको फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोप हो। यसले सटीकता सुधार गर्न SAGNAC प्रभाव र चक्रीय प्रसार बढाउन रिंग रिजोनेटर प्रयोग गर्दछ। त्यसैले, यो छोटो फाइबर प्रयोग गर्न सक्नुहुन्छ। R-FOG ले अनुनाद गुहाको अनुनाद प्रभाव बढाउन बलियो सुसंगत प्रकाश स्रोत प्रयोग गर्न आवश्यक छ, तर बलियो सुसंगत प्रकाश स्रोतले धेरै परजीवी प्रभावहरू पनि ल्याउँछ। यी परजीवी प्रभावहरूलाई कसरी हटाउने अहिलेको मुख्य प्राविधिक अवरोध हो।
उत्तेजित Brillouin स्क्याटरिङ फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोप (B-FOG), तेस्रो पुस्ताको फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोप अघिल्लो दुई पुस्ताको तुलनामा सुधार हो, र यो अझै पनि सैद्धान्तिक अनुसन्धान चरणमा छ।
अप्टिकल प्रणालीको संरचना अनुसार: एकीकृत अप्टिकल प्रकार र सबै-फाइबर प्रकार फाइबर ओप्टिक जाइरोस्कोप।
संरचना अनुसार: एकल-अक्ष र बहु-अक्ष फाइबर अप्टिक gyroscopes।
लूप प्रकार द्वारा: खुला लूप फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोप र बन्द लूप फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोप।

1976 मा यसको परिचय पछि, फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोप धेरै विकसित भएको छ। यद्यपि, फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोपमा अझै पनि प्राविधिक समस्याहरूको एक श्रृंखला छ, यी समस्याहरूले फाइबर अप्टिक जाइरोस्कोपको शुद्धता र स्थिरतालाई असर गर्छ, र यसरी यसको विस्तृत दायरालाई सीमित गर्दछ। मुख्य रूपमा समावेश:
(1) तापमान क्षणिक को प्रभाव। सैद्धान्तिक रूपमा, रिंग इन्टरफेरोमिटरमा दुईवटा ब्याक-प्रोपेगेटिङ लाइट पथहरू बराबर लम्बाइका हुन्छन्, तर यो कडा रूपमा मात्र सत्य हो जब प्रणाली समयसँगै परिवर्तन हुँदैन। प्रयोगहरूले देखाउँछन् कि चरण त्रुटि र रोटेशन दर मापन मानको बहाव तापमानको समय व्युत्पन्नसँग समानुपातिक छन्। यो धेरै हानिकारक छ, विशेष गरी वार्म-अप अवधिमा।
(2) कम्पन को प्रभाव। कम्पनले मापनलाई पनि असर गर्छ। कुण्डलको राम्रो बलियोता सुनिश्चित गर्न उपयुक्त प्याकेजिङ प्रयोग गर्नुपर्छ। आन्तरिक मेकानिकल डिजाइन अनुनाद रोक्न धेरै व्यावहारिक हुनुपर्छ।
(3) ध्रुवीकरण को प्रभाव। आजकल, सबैभन्दा व्यापक रूपमा प्रयोग हुने एकल-मोड फाइबर दोहोरो-ध्रुवीकरण मोड फाइबर हो। फाइबरको बियरफ्रिन्जेन्सले परजीवी चरण भिन्नता उत्पन्न गर्नेछ, त्यसैले ध्रुवीकरण फिल्टरिंग आवश्यक छ। विध्रुवीकरण फाइबरले ध्रुवीकरणलाई दबाउन सक्छ, तर यसले लागतमा वृद्धि गर्नेछ।
शीर्ष को प्रदर्शन सुधार गर्न को लागी। विभिन्न उपायहरू प्रस्ताव गरिएको छ। फाइबर ओप्टिक जाइरोस्कोपको कम्पोनेन्टको सुधार र सिग्नल प्रशोधन विधिहरूको सुधार सहित।