องค์ประกอบหลักของการแนะนำเฉื่อย:ไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก

รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก

ระบบนำทางเฉื่อยอาศัยความแม่นยำและความแม่นยำของส่วนประกอบหลักอย่างมาก องค์ประกอบหนึ่งที่ได้เพิ่มขีดความสามารถของระบบเหล่านี้อย่างมากคือไฟเบอร์ออปติกไจโรสโคป (FOG) FOG เป็นเซ็นเซอร์สำคัญที่มีบทบาทสำคัญในการวัดความเร็วเชิงมุมของพาหะด้วยความแม่นยำที่น่าทึ่ง

การทำงานของไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก

FOG ทำงานบนหลักการของเอฟเฟกต์ Sagnac ซึ่งเกี่ยวข้องกับการแยกลำแสงเลเซอร์ออกเป็นสองเส้นทางแยกกัน ทำให้สามารถเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามไปตามห่วงใยแก้วนำแสงที่ขด เมื่อพาหะซึ่งฝังอยู่กับ FOG หมุน ความแตกต่างของเวลาเดินทางระหว่างคานทั้งสองจะเป็นสัดส่วนกับความเร็วเชิงมุมของการหมุนของพาหะ การหน่วงเวลานี้เรียกว่าการเปลี่ยนเฟสของ Sagnac จะถูกวัดอย่างแม่นยำ ทำให้ FOG สามารถให้ข้อมูลที่แม่นยำเกี่ยวกับการหมุนของตัวพา

หลักการของไจโรสโคปแบบไฟเบอร์ออปติกเกี่ยวข้องกับการปล่อยลำแสงจากเครื่องตรวจจับแสง ลำแสงนี้ทะลุผ่านข้อต่อ เข้าจากปลายด้านหนึ่งและออกจากอีกปลายหนึ่ง จากนั้นมันจะเดินทางผ่านวงออปติคัล ลำแสงสองลำที่มาจากทิศทางที่แตกต่างกัน เข้ามาในวงและเติมเต็มตำแหน่งซ้อนทับที่ต่อเนื่องกันหลังจากวนเวียนไปรอบๆ แสงที่ย้อนกลับจะกลับเข้าสู่ไดโอดเปล่งแสง (LED) ซึ่งใช้ในการตรวจจับความเข้มของมัน แม้ว่าหลักการของไจโรสโคปแบบไฟเบอร์ออปติกอาจดูตรงไปตรงมา แต่ความท้าทายที่สำคัญที่สุดอยู่ที่การกำจัดปัจจัยที่ส่งผลต่อความยาวเส้นทางแสงของลำแสงทั้งสอง นี่เป็นหนึ่งในปัญหาที่สำคัญที่สุดที่ต้องเผชิญในการพัฒนาไจโรสโคปแบบไฟเบอร์ออปติก

1: ไดโอดเรืองแสงสุดยอด           2： ไดโอดตรวจจับแสง

3.ตัวเชื่อมต่อแหล่งกำเนิดแสง           4.ข้อต่อวงแหวนไฟเบอร์            5. วงแหวนใยแก้วนำแสง

ข้อดีของไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก

FOG มีข้อดีหลายประการที่ทำให้เป็นสิ่งที่ประเมินค่าไม่ได้ในระบบนำทางเฉื่อย พวกเขามีชื่อเสียงในด้านความแม่นยำ ความน่าเชื่อถือ และความทนทานที่ยอดเยี่ยม FOG ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว ซึ่งต่างจากไจโรเชิงกล ซึ่งลดความเสี่ยงต่อการสึกหรอ นอกจากนี้ ยังทนต่อแรงกระแทกและการสั่นสะเทือน ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูง เช่น การใช้งานด้านการบินและอวกาศและการป้องกัน

บูรณาการไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติกในการนำทางเฉื่อย

ระบบนำทางเฉื่อยมีการใช้ FOG มากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากมีความแม่นยำและความน่าเชื่อถือสูง ไจโรสโคปเหล่านี้ให้การวัดความเร็วเชิงมุมที่สำคัญซึ่งจำเป็นสำหรับการกำหนดทิศทางและตำแหน่งที่แม่นยำ ด้วยการรวม FOG เข้ากับระบบนำทางเฉื่อยที่มีอยู่ ผู้ควบคุมจะได้รับประโยชน์จากความแม่นยำในการนำทางที่ดีขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์ที่จำเป็นต้องมีความแม่นยำสูง

การประยุกต์ใช้ไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติกในการนำทางเฉื่อย

การรวม FOG ได้ขยายการใช้งานระบบนำทางเฉื่อยในโดเมนต่างๆ ในการบินและอวกาศและการบิน ระบบที่ติดตั้ง FOG นำเสนอโซลูชันการนำทางที่แม่นยำสำหรับเครื่องบิน โดรน และยานอวกาศ นอกจากนี้ ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการเดินเรือทางทะเล การสำรวจทางธรณีวิทยา และวิทยาการหุ่นยนต์ขั้นสูง ทำให้ระบบเหล่านี้สามารถทำงานได้ด้วยประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือที่เพิ่มขึ้น

โครงสร้างที่แตกต่างกันของไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก

ไจโรสโคปของไฟเบอร์ออปติกมีโครงสร้างหลายแบบ โดยรูปแบบที่โดดเด่นที่กำลังเข้าสู่ขอบเขตของวิศวกรรมคือไจโรสโคปใยแก้วนำแสงแบบโพลาไรเซชันแบบวงปิด- หัวใจสำคัญของไจโรสโคปนี้คือห่วงไฟเบอร์ที่รักษาโพลาไรเซชันประกอบด้วยเส้นใยที่รักษาโพลาไรเซชันและโครงสร้างที่ออกแบบอย่างแม่นยำ การสร้างลูปนี้เกี่ยวข้องกับวิธีการพันขดลวดแบบสมมาตรสี่เท่า เสริมด้วยเจลปิดผนึกที่เป็นเอกลักษณ์เพื่อสร้างขดลวดลูปไฟเบอร์โซลิดสเตต