ส่วนประกอบหลักของแนวทางเฉื่อย:ไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก

บทนำเกี่ยวกับไจโรสโคปแบบไฟเบอร์ออปติก

ระบบนำทางเฉื่อยต้องอาศัยความแม่นยำและความแม่นยำของส่วนประกอบหลักเป็นอย่างมาก ส่วนประกอบหนึ่งที่ช่วยเพิ่มความสามารถของระบบเหล่านี้ได้อย่างมากก็คือไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก (FOG) FOG เป็นเซ็นเซอร์สำคัญที่มีบทบาทสำคัญในการวัดความเร็วเชิงมุมของเรือบรรทุกเครื่องบินด้วยความแม่นยำที่น่าทึ่ง

การทำงานของไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก

FOG ทำงานบนหลักการของเอฟเฟกต์ Sagnac ซึ่งเกี่ยวข้องกับการแยกลำแสงเลเซอร์ออกเป็นสองเส้นทางแยกกัน ทำให้สามารถเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงข้ามตามลูปใยแก้วนำแสงที่ขดเป็นวง เมื่อตัวพาที่ฝังอยู่กับ FOG หมุน ความแตกต่างของเวลาเดินทางระหว่างลำแสงทั้งสองจะแปรผันตามความเร็วเชิงมุมของการหมุนของตัวพา ความล่าช้าของเวลาซึ่งเรียกว่าการเลื่อนเฟส Sagnac จะถูกวัดอย่างแม่นยำ ทำให้ FOG สามารถให้ข้อมูลที่แม่นยำเกี่ยวกับการหมุนของตัวพาได้

หลักการของไจโรสโคปใยแก้วนำแสงเกี่ยวข้องกับการปล่อยลำแสงจากเครื่องตรวจจับแสง ลำแสงนี้จะผ่านตัวต่อเข้าจากปลายด้านหนึ่งและออกจากอีกด้านหนึ่ง จากนั้นจึงเดินทางผ่านลูปแสง ลำแสงสองลำที่มาจากทิศทางต่างกันจะเข้าสู่ลูปและเกิดการซ้อนทับที่สอดคล้องกันหลังจากหมุนรอบ แสงที่กลับมาจะเข้าสู่ไดโอดเปล่งแสง (LED) อีกครั้ง ซึ่งใช้ในการตรวจจับความเข้มของแสง แม้ว่าหลักการของไจโรสโคปใยแก้วนำแสงอาจดูตรงไปตรงมา แต่ความท้าทายที่สำคัญที่สุดอยู่ที่การกำจัดปัจจัยที่ส่งผลต่อความยาวเส้นทางแสงของลำแสงทั้งสอง นี่เป็นหนึ่งในปัญหาที่สำคัญที่สุดที่ต้องเผชิญในการพัฒนาไจโรสโคปใยแก้วนำแสง

1：ไดโอดเรืองแสง           2：ไดโอดตรวจจับแสง

3.ตัวต่อแหล่งกำเนิดแสง           4.ข้อต่อแหวนไฟเบอร์            5.แหวนใยแก้วนำแสง

ข้อดีของไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติก

FOG มีข้อดีหลายประการที่ทำให้มีค่าอย่างยิ่งในระบบนำทางเฉื่อย FOG ขึ้นชื่อในเรื่องความแม่นยำ ความน่าเชื่อถือ และความทนทานที่เหนือชั้น แตกต่างจากไจโรเชิงกล FOG ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงต่อการสึกหรอ นอกจากนี้ ยังทนทานต่อแรงกระแทกและแรงสั่นสะเทือน ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย เช่น การบินและอวกาศและการป้องกันประเทศ

การบูรณาการไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติกในระบบนำทางเฉื่อย

ระบบนำทางเฉื่อยกำลังนำ FOG มาใช้เพิ่มมากขึ้น เนื่องจากมีความแม่นยำและความน่าเชื่อถือสูง ไจโรสโคปเหล่านี้ให้การวัดความเร็วเชิงมุมที่สำคัญซึ่งจำเป็นสำหรับการกำหนดทิศทางและตำแหน่งที่แม่นยำ ด้วยการรวม FOG เข้ากับระบบนำทางเฉื่อยที่มีอยู่ ผู้ปฏิบัติงานสามารถได้รับประโยชน์จากความแม่นยำในการนำทางที่ได้รับการปรับปรุง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์ที่จำเป็นต้องมีความแม่นยำอย่างยิ่ง

การประยุกต์ใช้ไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติกในระบบนำทางเฉื่อย

การรวม FOG เข้ามาทำให้ระบบนำทางเฉื่อยมีการใช้งานมากขึ้นในหลากหลายสาขา ในด้านอวกาศและการบิน ระบบที่ติดตั้ง FOG นำเสนอโซลูชันการนำทางที่แม่นยำสำหรับเครื่องบิน โดรน และยานอวกาศ นอกจากนี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการนำทางทางทะเล การสำรวจทางธรณีวิทยา และหุ่นยนต์ขั้นสูง ทำให้ระบบเหล่านี้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือที่เพิ่มขึ้น

โครงสร้างไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติกแบบต่างๆ

ไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติกมีโครงสร้างต่างๆ มากมาย โดยโครงสร้างหลักที่เข้าสู่ขอบเขตของวิศวกรรมในปัจจุบันคือไจโรสโคปไฟเบอร์ออปติกแบบรักษาโพลาไรเซชันแบบวงปิด. ที่แกนกลางของไจโรสโคปนี้คือวงจรไฟเบอร์แบบรักษาโพลาไรเซชันประกอบด้วยไฟเบอร์ที่รักษาโพลาไรเซชันและกรอบที่ออกแบบอย่างแม่นยำ การก่อสร้างลูปนี้เกี่ยวข้องกับวิธีการพันแบบสมมาตรสี่เท่า เสริมด้วยเจลปิดผนึกเฉพาะเพื่อสร้างขดลวดลูปไฟเบอร์แบบโซลิดสเตต