Волоконно-оптичний гіроскоп
Волоконно-оптичний гіроскоп(ВОГ) - це оптико-електронний прилад, що вимірює абсолютну (щодо інерційного простору) кутову швидкість. Як і у всіх оптичних гіроскопів, принцип роботи ґрунтується на ефекті Саньяка.
Промінь світла у волоконно-оптичному гіроскопі проходить через котушку оптоволокна, звідси і назва. Для підвищення чутливості гіроскопа використовують світловод великої довжини (близько 1000 метрів) укладений витками. На відміну від кільцевого лазерного гіроскопа, у волоконно-оптичних гіроскопах зазвичай використовують світло з дуже маленькою довжиною когерентності, що необхідно для збільшення точності гіроскопа до задовільного рівня. Як джерело світла може використовуватися навіть лазерний прилад, а, наприклад, світлодіод.
Зміст
В оптичному гіроскопі широке застосування знаходять частотні та фазові модулятори.
Першого типу модулятори переводять фазу Саньяка в змінні зміни різниці частот протилежно променів, що біжать; при компенсації фази Саньяка різницева частота пропорційна кутової швидкості обертання Ω. Перевагою частотних модуляторів при використанні у ВОГ є уявлення вихідного сигналу в цифровому вигляді.
Другого типу модулятори переводять фазу Саньяка зміну амплітуди змінного сигналу, що виключає низькочастотні шуми і полегшує вимірювання інформаційного параметра.
Частотні модулятори засновані на акустооптичному ефекті, який полягає в тому, що при проходженні в середовищі ультразвукових коливання в ній з'являються області з механічними напругами (області стиснення та розрідження), це призводить до зміни коефіцієнта заломлення середовища. Викликані ультразвуковою хвилею зміни коефіцієнта заломлення середовища утворюють центридифракції для падаючого світла. Частотний зсув світла визначається частотою ультразвукових коливань.
Появі такого приладу, як волоконно-оптичний гіроскоп, сприяло розвиток волоконної оптики, а саме розробка одномодового діелектричного світловоду зі спеціальними характеристиками (стійка поляризація зустрічних променів, висока оптична лінійність, досить мале згасання). Саме такі світловоди визначають унікальні властивості приладу:
- потенційно висока точність;
- малі габарити та маса конструкції;
- великий діапазон вимірюваних кутових швидкостей;
- висока надійність, завдяки відсутності обертових частин приладу.
Широко застосовується в інерційних системах навігації середнього класу точності.