光纖陀螺原理

光纖陀螺即光纖角速度傳感器，它是各種光纖傳感器中最有希望推廣應用的一種。光纖陀螺和環形激光陀螺一樣，具有無機械活動部件、無預熱時間、不敏感加速度、動態范圍寬、數字輸出、體積小等優點。除此之外，光纖陀螺還克服了環形激光陀螺成本高和閉鎖現象等致命缺點。因此，光纖陀螺受到許多國家的重視。低精度民用光纖陀螺已在西歐小批生產，預計1994年美國陀螺市場上光纖陀螺的銷售額達49%，傳纜陀螺退居第二位（占銷售額35 %）。

光纖陀螺的工作原理是基于薩格納克（Sagnac）效應。薩格納克效應是相對慣性空間轉動的閉環光路中所傳播光的一種普遍的相關效應，即在同一閉合光路中從同一光源發出的兩束特征相等的光，以相反的方向進行傳播，最后匯合到同一探測點。

若繞垂直于閉合光路所在平面的軸線，相對慣性空間存在著轉動角速度，則正、反方向傳播的光束走過的光程不同，就產生光程差，其光程差與旋轉的角速度成正比。因而只要知道了光程差及與之相應的相位差的信息，即可得到旋轉角速度。

光纖陀螺的特點

與機電陀螺或激光陀螺相比，光纖陀螺具有如下特點：

（1）零部件少，儀器牢固穩定，具有較強的抗沖擊和抗加速運動的能力；

（2）繞制的光纖較長，使檢測靈敏度和分辨率比激光陀螺儀提高了好幾個數量級；

（3）無機械傳動部件，不存在磨損問題，因而具有較長的使用壽命；

（4）易于采用集成光路技術，信號穩定，且可直接用數字輸出，并與計算機接口聯接；

（5）通過改變光纖的長度或光在線圈中的循環傳播次數，可以實現不同的精度，并具有較寬的動態范圍；

（6）相干光束的傳播時間短，因而原理上可瞬間啟動，無需預熱；

（7）可與環形激光陀螺一起使用，構成各種慣導系統的傳感器，尤其是捷聯式慣導系統的傳感器；

（8）結構簡單、價格低，體積小、重量輕。

光纖陀螺的應用

如果裝有衛星導航系統的汽車行駛時，突然收不到GPS導航信號咋辦？加裝一個光纖陀螺，就能與GDS形成組合導航，實現自動駕駛。這一國內領先的光纖陀螺技術已為光谷企業所掌握。

記者在光谷召開的中國慣性技術學會獲悉，光纖陀螺技術是在機械陀螺、微機電陀螺、激光陀螺的基礎上升級發展而來，具有自主糾偏、靈敏度高、壽命長、耐低溫耐高溫、不受電磁干擾等諸多優點，是迄今綜合性能最好的慣性傳感器。因成本偏高，目前主要用于軍工、航天等領域。

據介紹，光谷武漢長盈通光電技術有限公司，是國內唯一從事光纖陀螺核心部件“光纖環”專業化研發、生產的高科技企業，成立4年多來獲國家專利31項，去年銷售收入過億元。該公司負責人透露，國內光纖陀螺民用產業化尚處于起步階段，與歐美存在較大差距，公司正致力于打通光纖環產品的上、下游產業鏈。

據悉，光纖陀螺技術可廣泛應用于汽車導航、高鐵軌道檢測、物聯網元器件模塊、智能電網傳輸、消費電子等諸多領域，有關專家預測，國內光纖陀螺的潛在市場規模達千億級，未來5－10年內，我國絕大部分傳統陀螺的市場將被光纖陀螺取代。
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