1976年,美国犹他大学的V.瓦利(V.Vali)和R.W.肖蒂尔(R.W.Shorthil)首次提出了光纤陀螺仪的概念。它标志着第二代光学陀螺仪——光纤陀螺仪的诞生(第一代光学陀螺仪为激光陀螺仪)。光纤陀螺仪采用的是萨奈克干涉原理(见图),它是由法国M.萨奈克(M.Sagnac)在1913年首次发现并得到实验证实的。
萨奈克干涉原理揭示了同一光路中两个对向传播的光的光程差与其旋转速度的解析关系。若绕垂直于闭合光路所在平面的轴线,相对惯性空间存在着转动角速度,则正、反方向传播的光束走过的光程不同,就产生光程差,其光程差与旋转的角速度成正比。因而只要知道了光程差及与之相应的相位差的信息,即可得到旋转角速度。
光纤陀螺仪按原理可以分为干涉式、谐振式和受激布里渊式光纤陀螺仪。干涉式光纤陀螺仪(I-FOG),即第一代光纤陀螺仪,也是研究最成熟、应用最广泛的光纤陀螺仪。谐振式光纤陀螺仪(R-FOG)是第二代光纤陀螺仪,采用环形谐振腔增强萨奈克效应,利用循环传播提高精度,因此它可以采用较短光纤。受激布里渊式光纤陀螺仪(B-FOG)是第三代光纤陀螺仪,相比前两代又有改进。对谐振式光纤陀螺仪和受激布里渊式光纤陀螺仪的研究尚不成熟,还分别处于实验室验证和基础理论研究阶段。
光纤陀螺仪具有可靠性高、寿命长、抗冲击和振动能力强、动态范围大和功耗低等特点。它已被广泛运用于诸多领域,如舰艇、导弹、飞机、战车以及机器人控制、石油钻井等领域。
实验室水平的光纤陀螺仪精度能达到,工程水平的光纤陀螺仪精度能达到
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