1.Использование гироскопической технологии
Уже более 100 лет гироскопические технологии используются для облегчения навигации в различных областях применения. Механические гироскопы использовались около 60 лет, пока в 1960-х годах не был изобретен кольцевой лазерный гироскоп. Однако только в 1970-х годах были разработаны, внедрены и стали популярными волоконно-оптические гироскопы для широкого спектра применений - от подводных лодок до космических аппаратов.
Целью любого гироскопа является измерение угловой скорости вращения вокруг любой отдельной оси. Это имеет решающее значение для определения углов тангажа, крена и рыскания в системе, для правильной работы которой требуется надежная навигационная информация. Представьте себе взлетающий самолет, пикирующую ракету НАСА или ракету, нашедшую свою цель. Гироскопы для таких применений измеряют угловую скорость вращения каждого транспортного средства. Эта важная информация передается далее для управления и стабилизации транспортного средства. Каждый гироскоп предоставляет эту информацию с разной степенью надежности и точности, так чем же волоконно-оптический гироскоп отличается от других гироскопов?
2.Технология оптического волокна
Как следует из названия, волоконно-оптические гироскопы используют волоконную оптику для выполнения своей работы. Волоконная оптика изготовлена из стекла и используется во многих приложениях для передачи света из одной точки в другую. Волоконно-оптические кабели широко используются в телекоммуникациях, таких как телефоны и Интернет, и являются чрезвычайно быстрыми и надежными.
В волоконно-оптическом гироскопе этот способ передачи света не используется для передачи информации куда-либо еще, а используется в качестве независимого замкнутого контура внутри гироскопа. Это позволяет волоконно-оптическому гироскопу использовать преимущества "эффекта Саньяка".
3.Эффект Саньяка
Это явление, открытое французским физиком Жоржем Саньяком, лежит в основе работы каждого волоконно-оптического гироскопа.
Внутри гироскопа лазер используется для передачи двух отдельных лучей света по оптическому волокну. Каждый луч проходит в противоположном направлении по всей длине волокна, до 5 километров. Затем каждый луч возвращается к детектору света, регистрирующему время его прохождения.
Совершите международный перелет на крейсерской высоте. Воздушное судно устойчиво, летит прямо, горизонтально, без изменений направления вращения.
Когда в воздушном судне нет изменений направления вращения, луч одновременно возвращается на детектор. В этом случае нет задержки или "фазового сдвига" между каждым лучом. Самолет был обнаружен как устойчивый и не подвергался вращению с какой-либо скоростью вокруг какой-либо заданной оси.
Однако, когда самолет поворачивает, Саньяк включается в полную силу. Когда самолет поворачивает вправо, волоконно-оптический гироскоп, подключенный к вращающемуся валу, испытывает задержку между двумя лучами. При вращении расстояние, которое должен пройти каждый луч, изменяется.
Когда детектор находится немного ближе к движущемуся лучу, свет, движущийся против направления вращения, возвращается первым. В этом примере луч, распространяющийся влево, возвращается первым. Аналогично, лучу, движущемуся вправо, потребуется больше времени. Фазовый сдвиг между каждым лучом определяется как изменение вращения. Затем эта важная информация может быть отправлена на борт самолета, космического корабля, подводной лодки или ракеты для стабилизации. Это происходит со скоростью сотен раз в секунду, обеспечивая очень точные измерения.
4.Калибровка волоконно-оптического гироскопа
Как и в случае с любым другим гироскопом, необходимо тщательно учитывать и устранять источники ошибок, отклонения и шумы. В процессе производства волоконно-оптические гироскопы калибруются с учетом нескольких потенциальных источников ошибок, которые могут быть вызваны самим гироскопом или окружающей средой. После калибровки волоконно-оптические гироскопы обеспечивают очень высокий уровень производительности.
Зачем использовать волоконно-оптические гироскопы?
Волоконно-оптические гироскопы, обладающие рядом привлекательных свойств, нашли широкое применение во многих областях применения. Они остаются надежными в суровых условиях с интенсивной вибрацией, не имеют движущихся частей, обеспечивают хороший баланс между ценой и высокой производительностью и могут прослужить длительный срок.
5.Резюме
Разработанные компанией Ericco волоконно-оптические гироскопы ER-FOG-851, ER-FOG-910 отличаются низкой стоимостью и хорошей производительностью, могут широко использоваться в оптических модулях/системах управления полетом, INS/IMU, устройствах стабилизации платформы, системах позиционирования, north finder, высокоточных измерительных/ навигационных системах и сервосистемах, если если вам интересно узнать больше, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам.