עקרון וסיווג של ערפל

עקרון וסיווג של ערפל

(1) עיקרון

עקרון הערפל נקרא בפיזיקה אפקט סניאק. בנתיב אור סגור, שתי אלומות אור מאותו מקור אור יופרעו כאשר הן מתכנסות לאותה נקודת גילוי. אם לנתיב האור הסגור יש סיבוב יחסית למרחב האינרציאלי, הקרן המתפשטת בכיוונים החיוביים והשליליים תייצר הפרש נתיב אור, שהוא פרופורציונלי למהירות זווית הסיבוב העליונה. מהירות זווית הסיבוב מחושבת באמצעות הפרש הפאזה הנמדד על ידי גלאי פוטואלקטרי.

מהנוסחה, ככל שאורך הסיב ארוך יותר, כך רדיוס ההליכה האופטי גדול יותר, כך אורך הגל האופטי קצר יותר. ככל שאפקט ההפרעה בולט יותר. לכן, ככל שנפח הערפל משמעותי יותר, כך הדיוק גבוה יותר. אפקט סניאק הוא למעשה אפקט רלטיביסטי, שהוא חשוב מאוד לתכנון לחות.
עקרון הערפל הוא שקרן אור נשלחת מהצינור הפוטואלקטרי ועוברת דרך המצמד (קצה אחד נכנס לשלושה עצירות). שתי אלומות נכנסות לטבעת בכיוונים שונים דרך הטבעת ואז חוזרות סביב מעגל אחד לסופרפוזיציה קוהרנטית. האור המוחזר חוזר לנורת הלד ומזהה את העוצמה דרך הלד. עקרון הערפל נראה פשוט, אך הדבר החשוב ביותר הוא כיצד לבטל את הגורמים המשפיעים על הנתיב האופטי של שתי אלומות - בעיה מהותית של ערפל.

עקרון גירוסקופ סיב אופטי

(2) סיווג

על פי עקרון העבודה, ניתן לחלק גירוסקופים של סיבים אופטיים לגירוסקופ סיבים אופטיים אינטרפרומטרי (I-FOG), גירוסקופ סיבים אופטיים תהודה (R-FOG), וג'ירוסקופ סיבים אופטיים עם פיזור ברילואן (B-FOG). כיום, גירוסקופ הסיבים האופטי הבוגר ביותר הוא גירוסקופ סיבים אופטיים אינטרפרומטרי (דור ראשון של גירוסקופ סיבים אופטיים), הנמצא בשימוש נרחב. הוא משתמש בסליל סיבים רב-סיבובי כדי לשפר את אפקט הסניאק. מצד שני, אינטרפרומטר טבעתי כפול-קרן המורכב מסליל סיבים חד-אופני רב-סיבובי יכול לספק דיוק גבוה, מה שיהפוך את המבנה כולו למורכב יותר.
לפי סוג הלולאה, ניתן לחלק את הערפל לערפל בלולאה פתוחה וערפל בלולאה סגורה. לגירוסקופ סיבים אופטיים בלולאה פתוחה (Ogg) יתרונות של מבנה פשוט, מחיר נמוך, אמינות גבוהה וצריכת חשמל נמוכה. מצד שני, החסרונות של Ogg הם ליניאריות קלט-פלט ירודה וטווח דינמי קטן. לכן, הוא משמש בעיקר כחיישן זווית. המבנה הבסיסי של אינטרפרומטר סיבים אופטיים בלולאה פתוחה הוא אינטרפרומטר טבעתי בעל קרן כפולה. כתוצאה מכך, הוא משמש בעיקר במצבים של דיוק נמוך ונפח קטן.
מדד ביצועים של ערפל
ערפל משמש בעיקר למדידת מהירות זוויתית, וכל מדידה היא שגיאה.

(1) רעש

מנגנון הרעש של ערפל מרוכז בעיקר בחלק הגילוי האופטי או הפוטואלקטרי, הקובע את הרגישות המינימלית הניתנת לגילוי של לחות. בג'ירוסקופ סיבים אופטיים (FOG), הפרמטר המאפיין את רעש הלבן ביציאה בקצב זוויתי הוא מקדם ההליכה האקראית של רוחב הפס של הגילוי. במקרה של רעש לבן בלבד, ניתן לפשט את הגדרת מקדם ההליכה האקראית כיחס בין יציבות ההטיה הנמדדת לשורש הריבועי של רוחב הפס של הגילוי ברוחב פס מסוים.

אם ישנם סוגים אחרים של רעש או סחיפה, בדרך כלל אנו משתמשים בניתוח השונות של אלן כדי לקבל את מקדם ההליכה האקראית בשיטה מתאימה.

(2) אפס סחיפה

חישוב זווית נדרש בעת שימוש בערפל. הזווית מתקבלת על ידי אינטגרציה של מהירות זוויתית. למרבה הצער, הסחיפה מצטברת לאחר זמן רב, והשגיאה הולכת וגדלה. באופן כללי, עבור יישומים בעלי תגובה מהירה (טווח קצר), רעש משפיע באופן משמעותי על המערכת. עם זאת, עבור יישומי ניווט (טווח ארוך), לסחיפה אפס יש השפעה משמעותית על המערכת.

(3) גורם קנה מידה (גורם קנה מידה)

ככל ששגיאת גורם קנה המידה קטנה יותר, כך תוצאת המדידה מדויקת יותר.

חברת בייג'ינג רופאה אופטואלקטרוניקה בע"מ, הממוקמת ב"עמק הסיליקון" בסין - בייג'ינג ג'ונגגואנצון, היא מפעל היי-טק המוקדש לשירות מוסדות מחקר מקומיים וזרים, מכוני מחקר, אוניברסיטאות ואנשי מחקר מדעיים ארגוניים. החברה שלנו עוסקת בעיקר במחקר ופיתוח עצמאיים, תכנון, ייצור ומכירה של מוצרים אופטואלקטרוניים, ומספקת פתרונות חדשניים ושירותים מקצועיים ומותאמים אישית לחוקרים מדעיים ומהנדסי תעשייה. לאחר שנים של חדשנות עצמאית, היא יצרה סדרה עשירה ומושלמת של מוצרים פוטואלקטריים, הנמצאים בשימוש נרחב בתעשיות העירוניות, הצבאיות, התחבורה, החשמל, הפיננסים, החינוך, הרפואה ותעשיות אחרות.

אנו מצפים לשיתוף פעולה איתך!