광섬유 자이로스코프

Fibre-optic gyroscope
Sagnac 간섭계의 간섭은 둘러싸인 영역에 비례합니다.루프된 광섬유 코일은 유효 면적에 루프 수를 곱한다.

광섬유 자이로스코프(FOG)는 Sagnac 효과를 이용해 방향의 변화를 감지하여 기계 자이로스코프의 기능을 수행한다.하지만 작동 원리는 5km(3mi)에 이르는 광섬유 코일을 통과하는 빛의 간섭에 기초한다.

작동

레이저에서 나오는 두 개의 빔이 같은 섬유에 반대 방향으로 주입됩니다.Sagnac 효과로 인해 회전에 역행하는 빔은 다른 빔보다 경로 지연이 약간 짧습니다.그 결과 발생하는 차분 위상 편이는 간섭계를 통해 측정되며, 따라서 각 속도의 한 성분이 광도 측정으로 측정되는 간섭 패턴의 편이로 변환된다.

빔 분할 광섬유는 레이저 다이오드(또는 다른 레이저 광원)로부터의 빛을 여러 광섬유로 이루어진 코일을 통해 시계방향 및 시계반대방향으로 전파하는 2개의 파동으로 분할합니다.Sagnac 효과의 강도는 닫힌 광로의 유효 면적에 따라 달라집니다.이것은 단순히 루프의 기하학적 면적이 아니라 코일의 회전수에 의해서도 증가합니다.FOG는 1976년 Vali와[1] Shorthill에 의해 처음 제안되었다.패시브 간섭계 타입의 FOG(IFOG)와 새로운 개념의 패시브 링 공진기 FOG(RFOG)의 개발은 전 세계 [2]많은 기업 및 시설에서 진행되고 있습니다.

이점

FOG는 진동, 가속도 및 충격에 대한 교차축 감도가 낮기 때문에 매우 정밀한 회전 속도 정보를 제공합니다.기존의 회전 질량 자이로스코프나 공진/기계 자이로스코프와 달리 FOG는 움직이는 부품이 없으며 운동에 대한 관성 저항에 의존하지 않습니다.따라서 FOG는 기계식 자이로스코프의 훌륭한 대안입니다.FOG는 고유의 신뢰성과 긴 수명 때문에 고성능 우주 애플리케이션 및 군용 관성 항법 시스템에 사용됩니다.

FOG는 일반적으로 링 레이저 [citation needed]자이로스코프보다 높은 분해능을 나타냅니다.

FOG는 오픈루프 구성과 클로즈드루프 구성 모두에서 구현됩니다.

단점들

다른 모든 자이로스코프 기술과 마찬가지로, 그리고 상세한 FOG 설계에 따라, FOG는 초기 교정을 필요로 할 수 있다(어떤 표시가 0 각 속도에 해당하는지를 결정).

일부 FOG 설계는 [4]진동에 다소 민감합니다.그러나 다중 축 FOG 및 가속도계와 결합하고 Global Navigative Satellite System(GNSS) 데이터와 혼합하면 충격이 완화되므로 105mm 및 155mm 곡사포를 위한 총 조준 시스템을 포함한 고충격 환경에 적합하다.


「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 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.
  2. ^ Lefèvre, Hervé (1993). The Fiber-Optic Gyroscope. ARTECH HOUSE, INC. ISBN 0-89006-537-3.
  3. ^ "Astrix® 1000".
  4. ^ Chen, Xiyuan; Wang, Wei (2017). "Extracting and compensating for FOG vibration error based on improved empirical mode decomposition with masking signal". Applied Optics. 56 (13): 3848–3856. Bibcode:2017ApOpt..56.3848C. doi:10.1364/AO.56.003848. PMID 28463278.

원천

  • Anthony Lawrence, 현대 관성 기술: Navigation, Guidance, and Control, Springer, 11장 및 12장 (169–207페이지), 1998.ISBN 0-387-98507-7.
  • Pavlath, G.A. (1994). "Fiber-optic gyroscopes". Proceedings of LEOS'94. Vol. 2. pp. 237–238. doi:10.1109/LEOS.1994.586467. ISBN 0-7803-1470-0. S2CID 117215647.
  • R.P.G. 콜린슨, 2003 Kluwer Academic Publishers, Boston.ISBN 1-4020-7278-3.
  • Josue Miguel Lopez-Higuer, 2000년, John Wiley & Sons Ltd, 광섬유 센싱 테크놀로지 핸드북
  • Hervé Lefévre, 광섬유 자이로스코프, 1993년 Artech House.ISBN 0-89006-537-3.