
光纤陀螺原理光纤陀螺是光纤角速度的传感器,是最有前途的光纤传感器之一。光纤陀螺和环形激光陀螺一样,具有无机械运动部件、无预热时间、加速度不灵敏、动态范围宽、数字输出、体积小等优点。另外,光纤陀螺克服了环形激光陀螺成本高、锁定现象等致命缺点。因此,光纤陀螺引起了许多国家的重视。低精度民用光纤陀螺仪已在西欧小批量生产。据估计,1994年美国陀螺仪市场中光纤陀螺仪的销售额将达到49%,电缆驱动陀螺仪将退居第二位(占销售额的35%)。
光纤陀螺的工作原理是基于Sagnac效应。萨格纳克效应(Sagnac effect)是光在相对于惯性空间旋转的闭环光路中传播的一般相关效应,即同一闭环光路中同一光源发出的两束具有相同特性的光沿相反方向传播,最终会聚到同一探测点。
如果存在绕垂直于闭合光路所在平面的轴的旋转角速度,则正向和反向传播的光束的光程不同,产生光程差,光程差与旋转角速度成正比。因此,只要知道光程差及其对应的相位差的信息,就可以得到旋转角速度。
光纤陀螺的特点与机电陀螺或激光陀螺相比,光纤陀螺具有以下特点:
(1)零部件少,仪表坚固稳定,抗冲击和抗加速能力强;
(2)缠绕的光纤更长,比激光陀螺提高了几个数量级的探测灵敏度和分辨率;
(3)无机械传动部件,不存在磨损问题,使用寿命长;
(4)易于采用集成光路技术,信号稳定,可直接数字输出并与计算机接口连接;
(5)通过改变光纤的长度或光在线圈中循环的次数,可以达到不同的精度,动态范围宽;
(6)相干光束传播时间短,原则上无需预热即可瞬间启动;
(7)可与环形激光陀螺一起组成各种惯性导航系统的传感器,特别是捷联式惯性导航系统的传感器;
(8)结构简单,价格低廉,体积小,重量轻。
光纤陀螺仪的应用装有卫星导航系统的汽车在行驶中突然收不到GPS导航信号怎么办?增加一个光纤陀螺可以和GDS形成组合导航,实现自动驾驶。这一国内领先的光纤陀螺技术已被光谷企业掌握。
在光谷召开的中国惯性技术学会了解到,光纤陀螺技术是在机械陀螺、MEMS陀螺、激光陀螺的基础上升级发展起来的。它具有自校正、高灵敏度、长寿命、耐低温耐高温、无电磁干扰等优点。是迄今为止综合性能最好的惯性传感器。由于成本较高,主要用于军工、航空航天等领域。
据介绍,光谷武汉长盈通光电科技有限公司是中国唯一一家从事光纤陀螺核心部件专业化研发和生产的高新技术企业,近四年来获得国家专利31项,去年销售收入过亿元。据公司负责人介绍,国内光纤陀螺民用产业化尚处于起步阶段,与欧美差距较大。公司致力于打通光纤环产品上下游产业链。
据悉,光纤陀螺技术可广泛应用于汽车导航、高铁检测、物联网组件模块、智能电网传输、消费电子等诸多领域。相关专家预测,国内光纤陀螺的潜在市场规模将达到1000亿。在未来5-10年内,大多数传统陀螺仪市场









