Principio y clasificación de la niebla
(1)principio
El principio de la niebla se conoce en física como efecto Sagnac. En una trayectoria óptica cerrada, dos haces de luz provenientes de la misma fuente interfieren al converger en el mismo punto de detección. Si la trayectoria óptica cerrada rota respecto al espacio inercial, los haces que se propagan en direcciones positiva y negativa generan una diferencia de trayectoria óptica proporcional a la velocidad angular. Esta velocidad angular se calcula a partir de la diferencia de fase medida por un detector fotoeléctrico.
Según la fórmula, cuanto mayor sea la longitud de la fibra, mayor será el radio de propagación óptica y menor la longitud de onda óptica. Esto hace que el efecto de interferencia sea más pronunciado. Por lo tanto, cuanto mayor sea el volumen de niebla, mayor será la precisión. El efecto Sagnac es esencialmente un efecto relativista, de gran importancia para el diseño de sistemas de control de la humedad.
El principio de funcionamiento de la niebla consiste en que un haz de luz se emite desde el tubo fotoeléctrico y atraviesa un acoplador (un extremo entra por tres diafragmas). Dos haces entran en el anillo en direcciones opuestas y luego regresan formando un círculo para superponerse coherentemente. La luz que regresa vuelve al LED, que detecta su intensidad. El principio de la niebla parece sencillo, pero lo más importante es cómo eliminar los factores que afectan la trayectoria óptica de los dos haces, un problema fundamental para su funcionamiento.
Principio de funcionamiento del giroscopio de fibra óptica
(2)clasificación
Según su principio de funcionamiento, los giroscopios de fibra óptica se dividen en giroscopios interferométricos (I-FOG), giroscopios resonantes (R-FOG) y giroscopios de fibra óptica de dispersión Brillouin estimulada (B-FOG). Actualmente, el giroscopio de fibra óptica más avanzado es el interferométrico (de primera generación), ampliamente utilizado. Este emplea una bobina de fibra multivuelta para potenciar el efecto Sagnac. Por otro lado, un interferómetro de anillo de doble haz, compuesto por una bobina de fibra monomodo multivuelta, ofrece alta precisión, lo que aumenta la complejidad de la estructura.
Según el tipo de bucle, el giroscopio de fibra óptica (FOG) se puede dividir en giroscopio de bucle abierto y giroscopio de fibra óptica (FOG) de bucle cerrado. El giroscopio de fibra óptica de bucle abierto (Ogg) presenta ventajas como una estructura simple, bajo costo, alta confiabilidad y bajo consumo de energía. Sin embargo, sus desventajas son una linealidad de entrada-salida deficiente y un rango dinámico reducido. Por lo tanto, se utiliza principalmente como sensor de ángulo. La estructura básica del IFOG de bucle abierto es un interferómetro de doble haz en anillo. En consecuencia, se utiliza principalmente en aplicaciones que requieren baja precisión y un tamaño reducido.
Índice de rendimiento de la niebla
La niebla se utiliza principalmente para medir la velocidad angular, y cualquier medición implica un error.
(1)ruido
El mecanismo de ruido de la niebla se concentra principalmente en la parte de detección óptica o fotoeléctrica, que determina la sensibilidad mínima detectable de la humedad. En el giroscopio de fibra óptica (FOG), el parámetro que caracteriza el ruido blanco de salida de la velocidad angular es el coeficiente de paseo aleatorio del ancho de banda de detección. En el caso de solo ruido blanco, la definición del coeficiente de paseo aleatorio se puede simplificar como la relación entre la estabilidad de la polarización medida y la raíz cuadrada del ancho de banda de detección en un ancho de banda particular.
Si existen otros tipos de ruido o deriva, solemos utilizar el análisis de varianza de Allan para obtener el coeficiente de paseo aleatorio mediante un método adecuado.
(2)Desviación cero
El cálculo del ángulo es necesario al utilizar niebla. El ángulo se obtiene mediante la integración de la velocidad angular. Desafortunadamente, la deriva se acumula con el tiempo, y el error aumenta progresivamente. En general, para aplicaciones de respuesta rápida (a corto plazo), el ruido influye significativamente en el sistema. Sin embargo, para aplicaciones de navegación (a largo plazo), la ausencia de deriva tiene una influencia significativa en el sistema.
(3) Factor de escala (factor de escala)
Cuanto menor sea el error del factor de escala, más preciso será el resultado de la medición.
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Fecha de publicación: 4 de mayo de 2023