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陀螺儀意即“旋轉(zhuǎn)指示器”,是指敏感角速率和角偏差的一種傳感器.光纖陀螺儀是廣義上的陀螺儀,是根據(jù)近代物理學(xué)原理制成的具有陀螺效應(yīng)的傳感器。激光陀螺,僅是光纖陀螺的一種。激光陀螺,是一種無質(zhì)量的光學(xué)陀螺儀。利用環(huán)形激光器在慣性空間轉(zhuǎn)動時正反兩束光隨轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生頻率差的效應(yīng),來測量敏感物體相對于慣性空間的角速度或轉(zhuǎn)角。光纖陀螺即光纖角速度傳感器,它是各種光纖傳感器中有希望推廣應(yīng)用的一種。光纖陀螺和環(huán)形激光陀螺一樣,具有無機械活動部件、無預(yù)熱時間、不敏感加速度、動態(tài)范圍寬、數(shù)字輸出、體積小等優(yōu)點。
光纖傳感器以其輕巧耐用、靈敏度高、抗電磁干擾和可實現(xiàn)分布式檢測等優(yōu)點,更加適合建筑工程中的應(yīng)力、應(yīng)變檢測,其中光纖光柵傳感器是理想的靈敏元件。光纖陀螺是一種用于慣性導(dǎo)航的光纖傳感器,敏感角速率和角偏差的一種傳感器,應(yīng)用激光及光導(dǎo)纖維技術(shù)測量物體相對于慣性空間的角速度或轉(zhuǎn)動角度的無自轉(zhuǎn)質(zhì)量。光纖陀螺是一種用于慣性導(dǎo)航的光纖傳感器陀螺儀(gyroscope)意即“旋轉(zhuǎn)指示器”,是指敏感角速率和角偏差的一種傳感器.光纖陀螺儀是廣義上的陀螺儀,是根據(jù)近代物理學(xué)原理制成的具有陀螺效應(yīng)的傳感器。因其無活動部件——高速轉(zhuǎn)子,稱為固態(tài)陀螺儀。這種新型全固態(tài)的陀螺儀將成為未來的主導(dǎo)產(chǎn)品,具有廣泛的發(fā)展前途和應(yīng)用前景。
陀螺儀的原理
一個旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)軸所指的方向在不受外力影響時,是不會改變的。人們根據(jù)這個道理,用它來保持方向。然后用多種方法讀取軸所指示的方向,并自動將數(shù)據(jù)信號傳給控制系統(tǒng)。我們騎自行車其實也是利用了這個原理。輪子轉(zhuǎn)得越快越不容易倒,因為車軸有一股保持水平的力量。現(xiàn)代陀螺儀可以準確地確定運動物體的方位的儀器,光纖陀螺儀就得到了非常迅速的發(fā)展,激光諧振陀螺儀也有了很大的發(fā)展。光纖陀螺儀具有結(jié)構(gòu)緊湊,靈敏度高,工作可靠。光纖陀螺儀在很多的領(lǐng)域已經(jīng)完全取代了機械式的傳統(tǒng)的陀螺儀,成為現(xiàn)代導(dǎo)航儀器中的關(guān)鍵部件。民用光纖陀螺它是在機械陀螺儀的基礎(chǔ)上研制出來的,機械陀螺儀的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,需要運動部件,且靈敏度不如它。光纖陀螺儀是光學(xué)陀螺儀的其中一種,主要利用光學(xué)的有關(guān)原理進行工作,根據(jù)不同的硬件結(jié)構(gòu)與光學(xué)結(jié)構(gòu)又可以分為很多種。所以,選擇合適的光纖陀螺儀也是個技術(shù)問題。
在智能工業(yè)與智能物流領(lǐng)域,陀螺儀主要應(yīng)用在航姿參考系統(tǒng),及無人機慣性導(dǎo)航中,包括無人機航姿參考系統(tǒng)、航拍穩(wěn)定系統(tǒng)和無人機快遞;在精準農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,陀螺儀常常用來包括自動收割機和自動噴灑機等在內(nèi)的機具定位和導(dǎo)航應(yīng)用中;在智能家居領(lǐng)域,陀螺儀的應(yīng)用主要包括智能掃地機器和服務(wù)機器人等;在車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,陀螺儀常用在車輛及貨運智能管理系統(tǒng)中,例如可對車輛位置、行車軌跡進行監(jiān)測,也可以對車輛姿態(tài)進行管理和求救;在智能領(lǐng)域,陀螺儀的常見應(yīng)用包括聾啞人手勢識別系統(tǒng)和仿生義肢等。目前光纖陀螺的發(fā)展方向主要有三個方面:一是繼續(xù)提高陀螺精度,把零偏穩(wěn)定性降低到0.001°/h~0.01°/h ,標度因數(shù)穩(wěn)定性提高到優(yōu)于10ppm。二是降低成本,技術(shù)上向集成光學(xué)方向發(fā)展,以利于批量生產(chǎn), 提高可靠性和競爭力。三是提高工程化水平, 改善全溫范圍內(nèi)的零偏穩(wěn)定性和逐次啟動的零偏重復(fù)性。