Волоконно-оптичний гіроскоп
Волоконно-оптичний гіроскоп (ВОГ) — це оптико-електронний прилад, що вимірює абсолютну (відносно інерційного простору) кутову швидкість[1]. Як і у всіх оптичних гіроскопів, принцип роботи заснований на ефекті Саньяка.
Промінь світла у волоконно-оптичному гіроскопі проходить через котушку оптоволокна, звідси і назва. Для підвищення чутливості гіроскопа використовують світловод великої довжини (близько 1000 метрів) укладений витками. На відміну від кільцевого лазерного гіроскопа, у волоконно-оптичних гіроскопах зазвичай використовується світло з дуже малою довжиною когерентності, що необхідно для збільшення точності гіроскопа до задовільного рівня. Як джерело світла може використовуватися навіть не лазерний прилад, а, наприклад, світлодіод.
Принцип роботи[ред. | ред. код]
В оптичному гіроскопі широке застосування знаходять частотні і фазові модулятори.
Модулятори першого типу переводять фазу Саньяка в зміни різниці частот протилежно спрямованих променів; при компенсації фази Саньяка різницева частота пропорційна кутовій швидкості обертання Ω. Перевагою частотних модуляторів під час використання у ВОГ є подання вихідного сигналу в цифровому вигляді.
Модулятори другого типу переводять фазу Саньяка в зміну амплітуди сигналу, що виключає низькочастотні шуми і полегшує вимір інформаційного параметра.
Частотні модулятори засновані на акустооптичному ефекті, який полягає в тому, що під час проходження в середовищі ультразвукових коливань у ньому з'являються ділянки з механічними напруженнями (області стиснення і розрідження), що призводить до зміни показника заломлення середовища. Викликані ультразвуковою хвилею зміни показника заломлення середовища утворюють центри дифракції для падаючого світла. Частотний зсув світла визначається частотою ультразвукових коливань.
Властивості приладу[ред. | ред. код]
Появі волоконно-оптичного гіроскопа сприяв розвиток волоконної оптики, а саме розробка одномодового діелектричного світловоду з особливими характеристиками (стійка поляризація зустрічних променів, висока оптична лінійність, досить мале загасання). Саме такі світлопроводи визначають унікальні властивості приладу:
- потенційно висока точність;
- малі габарити і маса конструкції;
- великий діапазон вимірюваних кутових швидкостей;
- висока надійність, завдяки відсутності рухомих частин приладу.
Застосування[ред. | ред. код]
Широко застосовується в інерціальних навігаційних системах середнього класу точності.
Див. також[ред. | ред. код]
Примітки[ред. | ред. код]
- ↑ Vali, V.; Shorthill, R. W. (1976). Fiber ring interferometer. Applied Optics. 15 (5): 1099—100. Bibcode:1976ApOpt..15.1099V. doi:10.1364/AO.15.001099. PMID 20165128.
Джерела[ред. | ред. код]
- Шереметьев А. Г. Волоконно-оптический гироскоп. -М.:Радио и связь, 1987.
- И.А. Андронова, Г.Б. Малыкин. Физические проблемы волоконной гироскопии на эффекте Саньяка. — УФН, 2002. — Т. 172, № 8. — С. 849–873. — DOI:.
|
