Principio e classificazione della nebbia
(1)principio
In fisica, il principio della nebbia è chiamato effetto Sagnac. In un percorso luminoso chiuso, due fasci di luce provenienti dalla stessa sorgente luminosa interferiscono quando convergono verso lo stesso punto di rilevamento. Se il percorso luminoso chiuso ruota rispetto allo spazio inerziale, il fascio che si propaga in direzione positiva e negativa produrrà una differenza di percorso luminoso proporzionale alla velocità dell'angolo di rotazione superiore. La velocità dell'angolo di rotazione viene calcolata utilizzando la differenza di fase misurata dal rivelatore fotoelettrico.
Dalla formula, maggiore è la lunghezza della fibra, maggiore è il raggio di movimento ottico, minore è la lunghezza d'onda ottica. Più evidente è l'effetto di interferenza. Quindi, maggiore è il volume di nebbia, maggiore è la precisione. L'effetto Sagnac è essenzialmente un effetto relativistico, molto importante per la progettazione dell'umidità.
Il principio della nebbia è che un fascio di luce viene emesso dal tubo fotoelettrico e attraversa l'accoppiatore (un'estremità entra per tre stop). Due fasci entrano nell'anello in direzioni diverse e poi ritornano indietro percorrendo un cerchio per una sovrapposizione coerente. La luce di ritorno torna al LED e ne rileva l'intensità attraverso il LED. Il principio della nebbia sembra semplice, ma la cosa più importante è come eliminare i fattori che influenzano il percorso ottico di due fasci, un problema fondamentale per la nebbia.
Principio del giroscopio in fibra ottica
(2)classificazione
In base al principio di funzionamento, i giroscopi in fibra ottica possono essere suddivisi in giroscopi interferometrici in fibra ottica (I-FOG), giroscopi risonanti in fibra ottica (R-FOG) e giroscopi a fibra ottica con diffusione Brillouin stimolata (B-FOG). Attualmente, il giroscopio in fibra ottica più maturo è il giroscopio interferometrico in fibra ottica (il giroscopio in fibra ottica di prima generazione), ampiamente utilizzato. Utilizza una bobina in fibra multi-spira per migliorare l'effetto Sagnac. D'altra parte, un interferometro ad anello a doppio fascio composto da una bobina in fibra monomodale multi-spira può fornire un'elevata precisione, il che renderà l'intera struttura più complessa.
A seconda del tipo di circuito, la nebbia può essere suddivisa in nebbia a circuito aperto e nebbia a circuito chiuso. Il giroscopio a fibra ottica a circuito aperto (Ogg) presenta i vantaggi di una struttura semplice, un prezzo contenuto, un'elevata affidabilità e un basso consumo energetico. D'altro canto, gli svantaggi dell'Ogg sono la scarsa linearità ingresso-uscita e un intervallo dinamico limitato. Pertanto, viene utilizzato principalmente come sensore angolare. La struttura di base dell'IFOG a circuito aperto è un interferometro ad anello a doppio fascio. Di conseguenza, viene utilizzato principalmente in situazioni di bassa precisione e volume ridotto.
Indice di prestazione della nebbia
La nebbia viene utilizzata principalmente per misurare la velocità angolare e qualsiasi misurazione costituisce un errore.
(1)rumore
Il meccanismo di rumore della nebbia è principalmente concentrato nella parte di rilevamento ottico o fotoelettrico, che determina la minima sensibilità rilevabile dell'umidità. Nel giroscopio a fibra ottica (FOG), il parametro che caratterizza il rumore bianco in uscita della velocità angolare è il coefficiente di cammino casuale della larghezza di banda di rilevamento. Nel caso del solo rumore bianco, la definizione di coefficiente di cammino casuale può essere semplificata come il rapporto tra la stabilità di polarizzazione misurata e la radice quadrata della larghezza di banda di rilevamento in una particolare larghezza di banda.
Se sono presenti altri tipi di rumore o deriva, solitamente utilizziamo l'analisi della varianza di Allan per ottenere il coefficiente di camminata casuale con un metodo appropriato.
(2) Deriva zero
Il calcolo dell'angolo è necessario quando si utilizza la nebbia. L'angolo si ottiene integrando la velocità angolare. Sfortunatamente, la deriva si accumula dopo un lungo periodo di tempo e l'errore aumenta progressivamente. In generale, per le applicazioni a risposta rapida (a breve termine), il rumore influenza significativamente il sistema. Tuttavia, per le applicazioni di navigazione (a lungo termine), la deriva nulla ha un'influenza significativa sul sistema.
(3)Fattore di scala (fattore di scala)
Quanto più piccolo è l'errore del fattore di scala, tanto più accurato è il risultato della misurazione.
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Data di pubblicazione: 04-05-2023