עיקרון וסיווג של ערפל

עיקרון וסיווג של ערפל

(1) עיקרון

עקרון הערפל נקרא אפקט Sagnac בפיזיקה. בנתיב אור סגור, שתי אלומות אור מאותו מקור אור יופרעו כאשר הן מתכנסות לאותה נקודת זיהוי. אם לנתיב האור הסגור יש סיבוב ביחס למרחב האינרציאלי, האלומה המתפשטת בכיוונים החיובי והשלילי תייצר הפרש נתיב אור, שהוא פרופורציונלי למהירות זווית הסיבוב העליונה. מהירות זווית הסיבוב מחושבת על ידי שימוש בהפרש הפאזות הנמדד על ידי גלאי פוטואלקטרי.

מהנוסחה, ככל שאורך הסיב ארוך יותר, רדיוס ההליכה האופטי גדול יותר, אורך הגל האופטי קצר יותר. ככל שאפקט ההפרעה בולט יותר. אז ככל שנפח הערפל משמעותי יותר, כך הדיוק גבוה יותר. אפקט סגנאק הוא בעצם אפקט רלטיביסטי, שחשוב מאוד לעיצוב הלחות.
עקרון הערפל הוא שקרן אור נשלחת מהצינור הפוטואלקטרי ועוברת דרך המצמד (קצה אחד נכנס לשלוש תחנות). שתי אלומות נכנסות לטבעת בכיוונים שונים דרך הטבעת ואז חוזרות סביב מעגל אחד לסופרפוזיציה קוהרנטית. האור המוחזר חוזר ללד ומזהה את העוצמה דרך הלד. עקרון הערפל נראה פשוט, אבל הדבר החשוב ביותר הוא כיצד לבטל את הגורמים המשפיעים על הנתיב האופטי של שתי אלומות - בעיה מהותית להיות ערפל.

העיקרון של גירוסקופ סיבים אופטיים

(2) סיווג

על פי עקרון העבודה, ניתן לחלק ג'ירוסקופ סיבים אופטיים לג'ירוסקופ סיבים אופטיים אינטרפרומטריים (I-FOG), ג'ירוסקופ סיבים אופטיים תהודהיים (R-FOG), וג'ירוסקופ סיבים אופטיים ממריץ ברילואין (B-FOG). נכון לעכשיו, גירוסקופ הסיבים האופטיים הבוגרים ביותר הוא גירוסקופ הסיבים האופטיים האינטרפרומטריים (הדור הראשון של גירוסקופ הסיבים האופטיים), שנמצא בשימוש נרחב. הוא משתמש בסליל סיבים רב-סיבובים כדי לשפר את אפקט ה-Sagnac. מצד שני, אינטרפרומטר טבעת קרן כפולה המורכב מסליל סיבים חד-סיבובי יכול לספק דיוק גבוה, שיהפוך את המבנה כולו למורכב יותר.
על פי סוג הלולאה, ניתן לחלק ערפל לערפל בלולאה פתוחה וערפל בלולאה סגורה. לג'ירוסקופ סיב אופטי עם לולאה פתוחה (Ogg) יש את היתרונות של מבנה פשוט, מחיר נמוך, אמינות גבוהה וצריכת חשמל נמוכה. מצד שני, החסרונות של Ogg הם ליניאריות קלט-פלט גרועה וטווח דינמי קטן. לכן, הוא משמש בעיקר כחיישן זווית. המבנה הבסיסי של IFOG עם לולאה פתוחה הוא אינטרפרומטר טבעת עם קרן כפולה. כתוצאה מכך, הוא משמש בעיקר במצב של דיוק נמוך ונפח קטן.
מדד ביצועים של ערפל
ערפל משמש בעיקר למדידת מהירות זוויתית, וכל מדידה היא שגיאה.

(1) רעש

מנגנון הרעש של הערפל מתרכז בעיקר בחלק הזיהוי האופטי או הפוטואלקטרי, הקובע את הרגישות המינימלית הניתנת לזיהוי של הלחות. בגירוסקופ סיבים אופטיים (FOG), הפרמטר המאפיין את הרעש הלבן הפלט של קצב זוויתי הוא מקדם ההליכה האקראי של רוחב הפס הזיהוי. במקרה של רעש לבן בלבד, ניתן לפשט את ההגדרה של מקדם הליכה אקראית כיחס בין יציבות ההטיה הנמדדת לשורש הריבועי של רוחב הפס הזיהוי ברוחב פס מסוים

אם יש סוגים אחרים של רעש או סחיפה, אנחנו בדרך כלל משתמשים בניתוח השונות של אלן כדי לקבל את מקדם ההליכה האקראי בשיטה נכונה.

(2) אפס סחיפה

יש צורך בחישוב זווית בעת שימוש בערפל. הזווית מתקבלת על ידי אינטגרציה של מהירות זוויתית. למרבה הצער, הסחף מצטבר לאחר זמן רב, והשגיאה הולכת וגדלה. באופן כללי, עבור יישום התגובה המהירה (טווח קצר), רעש משפיע באופן משמעותי על המערכת. ובכל זאת, עבור יישום ניווט (לטווח ארוך), לאפס סחיפה יש השפעה משמעותית על המערכת.

(3) גורם קנה מידה (גורם קנה מידה)

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

Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. ממוקם ב"עמק הסיליקון" של סין - Beijing Zhongguancun, הוא מיזם היי-טק המוקדש לשירות מוסדות מחקר מקומיים וזרים, מכוני מחקר, אוניברסיטאות ואנשי מחקר מדעיים ארגוניים. חברתנו עוסקת בעיקר במחקר ופיתוח עצמאי, עיצוב, ייצור, מכירה של מוצרים אופטואלקטרוניים, ומספקת פתרונות חדשניים ושירותים מקצועיים מותאמים אישית לחוקרים מדעיים ומהנדסי תעשייה. לאחר שנים של חדשנות עצמאית, היא יצרה סדרה עשירה ומושלמת של מוצרים פוטו-אלקטריים, הנמצאים בשימוש נרחב בתעשיות עירוניות, צבאיות, תחבורה, חשמל, פיננסים, חינוך, רפואה ועוד.

אנו מצפים לשיתוף פעולה איתך!