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광섬유 자이로스코프 작동 원리 세부 사항
첫째, 핵심 원칙: 사그나크 효과에 기초한 것
광적 범위 차이와 각속 사이의 관계
광섬유 자이로스코프는 각속도를 추론하기 위해 두 빛 빔 사이의 위상차의 역방향 전파에서 동일한 폐쇄 광 경로를 탐지함으로써
광섬유가 캐리어로 코일을 회전하면 회전 방향으로 전파되는 빔은 반대 방향으로 전파되는 빔보다 더 긴 광 경로를 통과합니다.광적 범위 차이로 인해;
광적 범위 차이는 회전 각속도에 비례하며, 각속은 위상차 또는 간섭 경계변의 변화를 측정하여 계산할 수 있다.
둘째, 주요 구조와 작업 흐름
구성 요소 구성
광섬유 코일 (Fiber Optic Coil): 보통 수백~천만m의 광섬유 윙으로 이루어진 핵심 부품으로 폐쇄된 광경 경로를 형성하는데 사용된다.
광원 및 검출기: 레이저 광원이 빛 신호를 방출하고 검출기는 간섭 후 빛 강도의 변화를 캡처합니다.
신호 처리 모듈: 단계 차이를 전기 신호로 변환하고 각속도 데이터를 출력합니다.
작업 단계
레이저 빔은 빔 스플리터에 의해 두 개의 빔으로 나뉘어 광섬유 코일을 따라 시계 방향으로 그리고 시계 반대 방향으로 전파됩니다.
광적 신호는 검출기에서 동결하고 간섭하며 회전으로 인해 단계차가 변합니다.
운반기의 각속도는 간섭 강도의 변화를 감지함으로써 역전된다.
셋째, 기술 분류와 장점
기술 발전
네 번째 세대의 광 자이로: 기계 자이로와 레이저 자이로에 비해 광섬유 자이로에는 움직이는 부분이 없으며 강한 충격 저항력과 더 긴 수명이 있습니다.
고정밀형: 탐사용 광섬유 회전기로는 0.001°/h 이상의 제로 비아스 안정성을 달성하며 우주선 및 정밀 안내에 적합합니다.
독특한 장점
높은 민감성: 작은 각속도를 측정할 수 있다 (예를 들어, 지구의 회전속도는 15°/h)
환경 적응력: 높은 온도 저항성, 전자기 간섭 방지성, 극한 조건에 적합
콤팩트 구조: 소형 설계는 UAV, 로봇 및 기타 소형 장비에 적합합니다.
네 번째: 전형적인 응용 프로그램
군사 분야: 미사일 안내, 탱크 범위 안정화 시스템
민간 분야: UAV 정지 제어, 고속 열차 탐사, 다리 건강 모니터링
항공우주: 위성 자세 조정, 우주선 관성 탐사.
위의 원리와 구조 디자인을 통해 광섬유 자이로스코프는 고정도 및 낮은 변동의 각속도 측정을 실현합니다.그리고 관성 항법 시스템의 핵심 구성 요소 중 하나가됩니다.
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