Фибер Оптиц Гиро

Оптички жироскоп је оптички сензор угаоне брзине, који је најперспективнији међу разним оптичким сензорима. Жироскоп са оптичким влакнима, попут прстенастог ласерског жироскопа, има предности нема механичких покретних делова, нема времена загревања, неосетљивог убрзања, широког динамичког опсега, дигиталног излаза и мале величине. Поред тога, оптички жироскоп такође превазилази фаталне недостатке прстенастих ласерских жироскопа као што су висока цена и феномен блокирања. Због тога су жироскопи са оптичким влакнима цењени у многим земљама. Цивилни оптички жироскопи ниске прецизности се производе у малим серијама у западној Европи. Процењује се да ће 1994. године продаја оптичких жироскопа на америчком тржишту жироскопа достићи 49%, а кабловски жироскоп ће заузети друго место (који чини 35% продаје).

Принцип рада жироскопа са оптичким влакнима заснован је на Сагнац ефекту. Сањаков ефекат је општи сродни ефекат светлости која се простире у оптичкој путањи затворене петље која ротира у односу на инерцијални простор, односно, два снопа светлости са једнаким карактеристикама емитована из истог извора светлости на истој затвореној оптичкој путањи шире се у супротним смеровима . Коначно спојите на исту тачку детекције.
Ако постоји угаона брзина ротације у односу на инерцијални простор око осе која је окомита на раван затворене оптичке путање, оптичка путања коју пролазе светлосни снопови у правцу напред и назад је различита, што резултира разликом оптичке путање, а оптичка разлика путања је пропорционална угаоној брзини ротације. . Стога, све док су оптичка разлика путање и одговарајуће информације о разлици фаза познате, може се добити угаона брзина ротације.

У поређењу са електромеханичким жироскопом или ласерским жироскопом, оптички жироскоп има следеће карактеристике:
(1) Неколико делова, инструмент је чврст и стабилан, и има јаку отпорност на удар и убрзање;
(2) Намотано влакно је дуже, што побољшава осетљивост и резолуцију детекције за неколико редова величине него код ласерског жироскопа;
(3) Нема механичких делова преноса и нема проблема са хабањем, тако да има дуг радни век;
(4) Лако је усвојити технологију интегрисаног оптичког кола, сигнал је стабилан и може се директно користити за дигитални излаз и повезати са рачунарским интерфејсом;
(5) Променом дужине оптичког влакна или броја цикличног ширења светлости у калему, могу се постићи различите прецизности и може се постићи широк динамички опсег;
(6) Кохерентни сноп има кратко време простирања, тако да се у принципу може покренути тренутно без претходног загревања;
(7) Може се користити заједно са прстенастим ласерским жироскопом за формирање сензора различитих инерцијалних навигационих система, посебно сензора инерцијалних навигационих система са траком;
(8) Једноставна структура, ниска цена, мала величина и мала тежина.

Класификација
По принципу рада:
Интерферометријски оптички жироскопи (И-ФОГ), прва генерација жироскопа са оптичким влакнима, су тренутно најшире коришћени. Користи завојницу са оптичким влакнима са више обртаја да побољша САГНАЦ ефекат. Тороидални интерферометар са два снопа састављен од завојнице са једним модом оптичког влакна са више обртаја може обезбедити већу прецизност и неизбежно ће учинити укупну структуру компликованијом;
Резонантни оптички жироскоп (Р-ФОГ) је друга генерација жироскопа са оптичким влакнима. Користи прстенасти резонатор да побољша САГНАЦ ефекат и циклично ширење ради побољшања тачности. Због тога може користити краћа влакна. Р-ФОГ треба да користи јак кохерентни извор светлости да би побољшао ефекат резонанције резонантне шупљине, али јак кохерентни извор светлости такође доноси многе паразитске ефекте. Како елиминисати ове паразитске ефекте тренутно је главна техничка препрека.
Жироскоп са оптичким влакнима са стимулисаним Брилуеновом расејавањем (Б-ФОГ), жироскоп са оптичким влакнима треће генерације је напредак у односу на претходне две генерације, и још је у фази теоретског истраживања.
Према саставу оптичког система: интегрисани оптички тип и оптички жироскоп са целим влакнима.
По структури: једноосни и вишеосни оптички жироскопи.
По типу петље: оптички жироскоп отворене петље и оптички жироскоп затворене петље.

Од свог увођења 1976. године, оптички жироскоп је у великој мери развијен. Међутим, оптички жироскоп и даље има низ техничких проблема, ови проблеми утичу на тачност и стабилност жироскопа са оптичким влакнима, а самим тим и ограничавају његову широку примену. углавном укључује:
(1) Утицај температурних прелазних појава. Теоретски, две путање светлости које се шире уназад у прстенастом интерферометру су једнаке дужине, али то је стриктно тачно само када се систем не мења током времена. Експерименти показују да су фазна грешка и дрифт вредности мерења брзине ротације пропорционални временском изводу температуре. Ово је веома штетно, посебно током периода загревања.
(2) Утицај вибрација. Вибрације ће такође утицати на мерење. Мора се користити одговарајућа амбалажа да би се обезбедила добра чврстоћа завојнице. Унутрашњи механички дизајн мора бити веома разуман да спречи резонанцију.
(3) Утицај поларизације. Данас је једномодно влакно најчешће коришћено влакно са двоструком поларизацијом. Дволомност влакна ће произвести паразитску фазну разлику, тако да је потребно поларизационо филтрирање. Деполаризационо влакно може потиснути поларизацију, али ће довести до повећања трошкова.
У циљу побољшања перформанси врха. Предложена су различита решења. Укључујући побољшање компоненти жироскопа са оптичким влакнима и побољшање метода обраде сигнала.