फायबर ऑप्टिक गायरो

फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोप हा फायबर अँगुलर व्हेलॉसिटी सेन्सर आहे, जो विविध फायबर ऑप्टिक सेन्सर्समध्ये सर्वात आशादायक आहे. फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोप, रिंग लेसर जायरोस्कोप प्रमाणे, कोणतेही यांत्रिक हलणारे भाग, वॉर्म अप वेळ, असंवेदनशील प्रवेग, विस्तृत डायनॅमिक श्रेणी, डिजिटल आउटपुट आणि लहान आकाराचे फायदे आहेत. याव्यतिरिक्त, फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोप रिंग लेसर गायरोस्कोपच्या घातक कमतरतांवर देखील मात करते जसे की उच्च किंमत आणि ब्लॉकिंग इंद्रियगोचर. म्हणून, फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोपला अनेक देशांनी महत्त्व दिले आहे. कमी-सुस्पष्ट नागरी फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोपची निर्मिती पश्चिम युरोपमध्ये लहान बॅचमध्ये केली गेली आहे. असा अंदाज आहे की 1994 मध्ये, अमेरिकन जायरोस्कोप मार्केटमध्ये फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोपची विक्री 49% पर्यंत पोहोचेल आणि केबल जायरोस्कोप दुसऱ्या स्थानावर असेल (विक्रीच्या 35% साठी लेखा).

फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोपचे कार्य तत्त्व सॅग्नाक प्रभावावर आधारित आहे. सॅग्नाक इफेक्ट हा जडत्वीय जागेच्या सापेक्ष क्लोज-लूप ऑप्टिकल मार्गामध्ये प्रकाशाच्या प्रसाराचा एक सामान्य संबंधित प्रभाव आहे, म्हणजेच, समान वैशिष्ट्यांसह प्रकाशाच्या दोन किरण समान प्रकाश स्रोतातून उत्सर्जित होतात आणि विरुद्ध दिशेने पसरतात. . शेवटी त्याच शोध बिंदूवर विलीन करा.
बंद ऑप्टिकल मार्गाच्या समतलाला लंब असलेल्या अक्षाभोवती जडत्वाच्या जागेच्या सापेक्ष रोटेशनचा कोणीय वेग असल्यास, प्रकाशकिरणांनी पुढे आणि उलट दिशेने प्रवास केलेला ऑप्टिकल मार्ग भिन्न असतो, परिणामी ऑप्टिकल मार्ग फरक असतो, आणि ऑप्टिकल पथ फरक रोटेशनच्या कोनीय वेगाच्या प्रमाणात आहे. . म्हणून, जोपर्यंत ऑप्टिकल पथ फरक आणि संबंधित टप्प्यातील फरक माहिती आहे तोपर्यंत, रोटेशनल कोनीय वेग मिळू शकतो.

इलेक्ट्रोमेकॅनिकल जायरोस्कोप किंवा लेझर जायरोस्कोपच्या तुलनेत, फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोपमध्ये खालील वैशिष्ट्ये आहेत:
(1) काही भाग, इन्स्ट्रुमेंट टणक आणि स्थिर आहे, आणि प्रभाव आणि प्रवेग यांना मजबूत प्रतिकार आहे;
(२) गुंडाळलेला फायबर लांब असतो, जो लेसर जायरोस्कोपच्या तुलनेत अनेक क्रमाने शोधण्याची संवेदनशीलता आणि रिझोल्यूशन सुधारतो;
(3) कोणतेही यांत्रिक ट्रांसमिशन भाग नाहीत, आणि पोशाख समस्या नाही, म्हणून त्याचे दीर्घ सेवा आयुष्य आहे;
(4) एकात्मिक ऑप्टिकल सर्किट तंत्रज्ञानाचा अवलंब करणे सोपे आहे, सिग्नल स्थिर आहे आणि ते थेट डिजिटल आउटपुटसाठी वापरले जाऊ शकते आणि संगणक इंटरफेसशी कनेक्ट केले जाऊ शकते;
(5) ऑप्टिकल फायबरची लांबी किंवा कॉइलमधील प्रकाशाच्या चक्रीय प्रसाराची संख्या बदलून, भिन्न अचूकता प्राप्त केली जाऊ शकते आणि विस्तृत गतिमान श्रेणी प्राप्त केली जाऊ शकते;
(6) सुसंगत तुळईचा प्रसार होण्यास कमी वेळ आहे, म्हणून तत्त्वतः ते प्रीहीटिंग न करता त्वरित सुरू केले जाऊ शकते;
(७) रिंग लेझर जायरोस्कोपसह विविध इनर्शिअल नेव्हिगेशन सिस्टिमचे सेन्सर, विशेषत: स्ट्रॅप-डाउन इनर्शियल नेव्हिगेशन सिस्टिमचे सेन्सर तयार करण्यासाठी याचा वापर केला जाऊ शकतो;
(8) साधी रचना, कमी किंमत, लहान आकार आणि हलके वजन.

वर्गीकरण
कामकाजाच्या तत्त्वानुसार:
इंटरफेरोमेट्रिक फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोप (I-FOG), फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोपची पहिली पिढी, सध्या सर्वात जास्त वापरली जाते. हे SAGNAC प्रभाव वाढविण्यासाठी मल्टी-टर्न ऑप्टिकल फायबर कॉइल वापरते. मल्टी-टर्न सिंगल-मोड ऑप्टिकल फायबर कॉइलने बनलेला ड्युअल-बीम टॉरॉइडल इंटरफेरोमीटर उच्च अचूकता प्रदान करू शकतो आणि अपरिहार्यपणे एकूण रचना अधिक क्लिष्ट बनवेल;
रेझोनंट फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोप (R-FOG) हे दुसऱ्या पिढीतील फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोप आहे. हे SAGNAC प्रभाव आणि अचूकता सुधारण्यासाठी चक्रीय प्रसार वाढविण्यासाठी रिंग रेझोनेटर वापरते. म्हणून, ते लहान तंतू वापरू शकतात. R-FOG ला रेझोनंट पोकळीचा अनुनाद प्रभाव वाढविण्यासाठी मजबूत सुसंगत प्रकाश स्रोत वापरणे आवश्यक आहे, परंतु मजबूत सुसंगत प्रकाश स्रोत देखील अनेक परजीवी प्रभाव आणतो. हे परजीवी प्रभाव कसे दूर करायचे हा सध्या मुख्य तांत्रिक अडथळा आहे.
उत्तेजित ब्रिलोइन स्कॅटरिंग फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोप (बी-एफओजी), तिसऱ्या पिढीतील फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोप मागील दोन पिढ्यांपेक्षा एक सुधारणा आहे आणि ते अद्याप सैद्धांतिक संशोधनाच्या टप्प्यात आहे.
ऑप्टिकल सिस्टमच्या रचनेनुसार: एकात्मिक ऑप्टिकल प्रकार आणि सर्व-फायबर प्रकार फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोप.
संरचनेनुसार: एकल-अक्ष आणि बहु-अक्ष फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोप.
लूप प्रकारानुसार: ओपन लूप फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोप आणि बंद लूप फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोप.

1976 मध्ये त्याची ओळख झाल्यापासून, फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोप मोठ्या प्रमाणात विकसित केले गेले आहे. तथापि, फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोपमध्ये अजूनही तांत्रिक समस्यांची मालिका आहे, या समस्या फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोपच्या अचूकतेवर आणि स्थिरतेवर परिणाम करतात आणि अशा प्रकारे त्याच्या विस्तृत अनुप्रयोगांना मर्यादित करतात. प्रामुख्याने समाविष्ट आहे:
(1) तापमान क्षणिक प्रभाव. सैद्धांतिकदृष्ट्या, रिंग इंटरफेरोमीटरमधील दोन बॅक-प्रसारित प्रकाश पथ समान लांबीचे आहेत, परंतु हे केवळ तेव्हाच खरे आहे जेव्हा प्रणाली वेळेनुसार बदलत नाही. प्रयोग दर्शवितात की फेज त्रुटी आणि रोटेशन रेट मापन मूल्याचा प्रवाह तापमानाच्या व्युत्पन्न वेळेच्या प्रमाणात आहे. हे खूप हानिकारक आहे, विशेषत: वॉर्म-अप कालावधीत.
(२) कंपनाचा प्रभाव. कंपन देखील मोजमाप प्रभावित करेल. कॉइलचा मजबूतपणा सुनिश्चित करण्यासाठी योग्य पॅकेजिंग वापरणे आवश्यक आहे. अनुनाद रोखण्यासाठी अंतर्गत यांत्रिक रचना अतिशय वाजवी असणे आवश्यक आहे.
(3) ध्रुवीकरणाचा प्रभाव. आजकाल, सर्वात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे सिंगल-मोड फायबर हे दुहेरी-ध्रुवीकरण मोड फायबर आहे. फायबरच्या बायरफ्रिंगन्समुळे परजीवी फेज फरक निर्माण होईल, म्हणून ध्रुवीकरण फिल्टरिंग आवश्यक आहे. विध्रुवीकरण फायबर ध्रुवीकरणाला दडपून टाकू शकते, परंतु यामुळे खर्चात वाढ होईल.
शीर्षस्थानी कामगिरी सुधारण्यासाठी. विविध उपाय सुचवले आहेत. फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोपच्या घटकांमध्ये सुधारणा आणि सिग्नल प्रोसेसिंग पद्धतींमध्ये सुधारणा समाविष्ट आहे.