双轴光纤陀螺在现代航空，航海，航天和 工业中广泛使用的惯性导航仪器。它的发展对一个国家的工业， 和一些需求高精度仪器发展具有十分重要的作用。通过使用光纤陀螺仪准确的测量设备的角速度值。
1.光纤陀螺仪的发展现状
光纤陀螺仪是以光导纤维线圈为基础的敏感元件， 由激光二极管发射出的光线朝两个方向沿光导纤维传播。光传播路径的不同，决定了敏感元件的角位移。
光纤陀螺仪与传统的机械陀螺仪相比，优点是全固态，没有旋转部件和摩擦部件，寿命长，动态范围大，瞬时启动，结构简单，尺寸小，重量轻。与激光陀螺仪相比，光纤陀螺仪没有闭锁问题，也不用在石英块精密加工出光路，成本相对较低。
2.光纤陀螺仪的工作原理
光纤陀螺仪的实现主要基于塞格尼克理论：当光束在一个环形的通道中行进时，若环形通道本身具有一个转动速度，那么光线沿着通道转动方向行进所需要的时间要比沿着这个通道转动相反的方向行进所需要的时间要多。也就是说当光学环路转动时，在不同的行进方向上，光学环路的光程相对于环路在静止时的光程都会产生变化。利用光程的这种变化，检测出两条光路的相位差或干涉条纹的变化，就可以测出光路旋转角速度，这便是光纤陀螺仪的工作原理。
3.光纤陀螺仪的应用
光纤陀螺仪价格较为昂贵。在民用领域主要使用中低精度光纤陀螺，因为价格比较低廉，能够满足目前精度的使用。主要应用在地面车辆的自动导航、定位定向、车辆控制；对民用飞机姿态控制；在地下工程维护中,寻找损坏的电力线、管道和通信光缆位置的定位工具和抢救工具等。通过科技实力不断的发展光纤陀螺仪再进一度发展，有望可以在更多的领域当中见到它的身影。
光纤陀螺即光纤角速度传感器，它是各种光纤传感器中有希望推广应用的一种。光纤陀螺和环形激光陀螺一样，双轴光纤陀螺具有无机械活动部件、无预热时间、不敏感加速度、动态范围宽、数字输出、体积小等优点。光纤陀螺原理在物理上叫Sagnac效应。在一个闭合光路中，从同一光源发出的两束光，相对传播，汇合到同一探测点将产生干涉，若该闭合光路存在相对于惯性空间的旋转，则沿正、反方向传播的光束将产生光程差，该差值与上旋转角速度成正比。双轴光纤陀螺利用光电探测器测相位差计算出旋转角速度。
双轴光纤陀螺需要突破的主要技术为灵敏度消失、噪声和光纤双折射引起的漂移和偏振状态改变引起的比例因子不稳定。1. 灵敏度消失在旋转速率接近零时，灵敏度会消失。这是由于检测器中的光密度正比于萨格纳克Sagnac相移的余弦量所引起。2. 噪声问题光纤陀螺仪的噪声是由于瑞利背向散射引起的。为了达到低噪声，应采用小相干长度的光源。3. 光纤双折射引起的漂移如果两束相反传播的光波在不同的光路上，就会产生漂移。造成光路长度差的原因是单模光纤有两正交偏振态，此两种偏振态光波一般以不同速度传播。由于环境影响，使两正交偏振态随机变化。4. 偏振状态改变引起的比例因子不稳定。双轴光纤陀螺按照回路类型分为开环光纤陀螺和闭环光纤陀螺。开环光纤陀螺不带反馈，直接检测光输出，省去许多复杂的光学和电路结构，具有结构简单、价格便宜、可靠性高、消耗功率低等优点，缺点是输入一输出线性度差、动态范围小，主要用作角度传感器。开环的干涉型光纤陀螺的基本结构是一个环形双光束干涉仪。主要用于对精度要求不高、体积小的场合。
双轴光纤陀螺由于自身在角速率及加速度测量方面的优越性和在动态范围、灵敏度和可靠性等方面的显著优势，使其有着广泛的应用。双轴光纤陀螺依照工作原理可分为干涉型、谐振式以及受激布里渊散射光纤陀螺仪三类。其中，干涉型光纤陀螺仪是代光纤陀螺仪，它采用多匝光纤线圈来增强萨格纳克效应，目前应用为广泛；按电信号处理方式不同可分为开环光纤陀螺仪和闭环光纤陀螺仪，一般来说闭环光纤陀螺仪由于采取了闭环控制因而拥有更高的精度；按结构又可分为单轴光纤陀螺仪和多轴光线陀螺仪，其中三轴光纤陀螺仪由于具有体积小、可测量空间位置因等优点，因而是光纤陀螺仪的一个重要发展方向
以上信息由专业从事双轴光纤陀螺的航新于2024/5/8 10:28:46发布
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