全数字保偏闭环光纤陀螺结构组成:ARHS系列光纤陀螺仪主要由以下几个部分组成:-光源(SLD):发射激光束,为后续信号提供基础。-耦合器:将激光束分成两个方向传播。-Y波导:引导激光束进入光纤环圈。-光纤环圈:形成一个封闭回路,是实现Sagnac效应的重要部分。-探测器(PIN/FET):接收经过环圈传播后的信号,并将其转化为电信号。-A/D转换器:将模拟信号转换为数字信号,以便后续处理。-数字信号处理单元:对采集到的数据进行分析与处理。早期陀螺仪用于船舶稳定,减少海浪引起的摇晃。黑龙江陀螺仪批发价格

陀螺仪的分类:按照转子转动的自由度分成:双自由度陀螺仪(也称三自由度陀螺仪)和单自由度陀螺仪(也称二自由度陀螺仪)。前者用于测定飞行器的姿态角,后者用于测定姿态角速度,因此常称单自由度陀螺仪为。浮子陀螺由于利用浮力支承,摩擦力矩减小,陀螺仪的精度较高,但因不能定位仍有摩擦存在。为弥补这一不足,通常在液浮的基础上增加磁悬浮,即由浮液承担浮子组件的重量,而用磁场形成的推力使浮子组件悬浮在中心位置。现代高精度的单自由度液浮陀螺常是液浮、磁浮和动压气浮并用的三浮陀螺仪。这种陀螺仪比滚珠轴承陀螺仪的精度高,漂移率为0.01度/时。但液浮陀螺仪要求较高的加工精度、严格的装配、精确的温控,因而成本较高。上海防爆型航姿仪陀螺仪可检测建筑物倾斜,用于结构安全监测。

光纤环圈通常采用保偏光纤绕制,这种特殊的光纤能够维持光的偏振状态,避免因偏振态变化引起的信号衰减。保偏光纤的绕制工艺极为关键,需要精确控制张力和温度,以确保环圈性能稳定。当两束光在环圈中完成传播后,再次通过Y波导和耦合器,较终到达光电探测器(PIN/FET)。探测器将光信号转换为电信号,经A/D转换后送入数字信号处理器。数字信号处理系统采用闭环控制技术,通过分析两束光的干涉信号,计算出旋转引起的相位差,然后通过D/A转换器反馈给Y波导的相位调制器,形成一个闭环控制系统。这种闭环设计使陀螺始终工作在零相位差附近,较大程度上提高了线性度和动态范围。全数字化的信号处理还允许采用复杂的算法来补偿温度、振动等环境因素的影响,进一步提升测量精度。
我们以一个单轴偏航陀螺仪为例,探讨较简单的工作原理(图1)。两个正在运动的质点向相反方向做连续运动,如蓝色箭头所示。只要从外部施加一个角速率,就会产生一个与质点运动方向垂直的科里奥利力,如图中黄色箭头所示。产生的科里奥利力使感应质点发生位移,位移大小与所施加的角速率大小成正比。因为传感器感应部分的运动电极(转子)位于固定电极(定子)的侧边,上面的位移将会在定子和转子之间引起电容变化,因此,在陀螺仪输入部分施加的角速率被转化成一个专门使用电路可以检测的电参数。陀螺仪漂移误差需定期校准,否则影响导航精度。

速率陀螺仪,用以直接测定运载器角速率的二自由度陀螺装置。把均衡陀螺仪的外环固定在运载器上并令内环轴垂直于要测量角速率的轴。当运载器连同外环以角速度绕测量轴旋进时,陀螺力矩将迫使内环连同转子一起相对运载器旋进。陀螺仪中有弹簧限制这个相对旋进,而内环的旋进角正比于弹簧的变形量。由平衡时的内环旋进角即可求得陀螺力矩和运载器的角速率。积分陀螺仪与速率陀螺仪的不同处只在于用线性阻尼器代替弹簧约束。当运载器作任意变速转动时,积分陀螺仪的输出量是绕测量轴的转角(即角速度的积分)。以上两种陀螺仪在远距离测量系统或自动控制、惯性导航平台中使用较多。航海船舶安装陀螺仪,辅助稳定航向,应对复杂海况。福建陀螺仪批发
陀螺仪用于检测桥梁振动,评估结构健康状况。黑龙江陀螺仪批发价格
激光陀螺仪,它的结构原理与上面几种陀螺仪完全不同。激光陀螺实际上是一种环形激光器,没有高速旋转的机械转子,但它利用激光技术测量物体相对于惯性空间的角速度,具有速率陀螺仪的功能。激光陀螺仪的结构和工作是:用热膨胀系数极小的材料制成三角形空腔。在空腔的各顶点分别安装三块反射镜,形成闭合光路。腔体被抽成真空,充以氦氖气,并装设电极,形成激光发生器。激光发生器产生两束射向相反的激光。当环形激光器处于静止状态时,两束激光绕行一周的光程相等,因而频率相同,两个频率之差(频差)为零,干涉条纹为零。当环形激光器绕垂直于闭合光路平面的轴转动时,与转动方向一致的那束光的光程延长,波长增大,频率降低;另一束光则相反,因而出现频差,形成干涉条纹。单位时间的干涉条纹数正比于转动角速度。激光陀螺的漂移率低达0.1~0.01度/时,可靠性高,不受线加速度等的影响,已在飞行器的惯性导航中得到应用,是很有发展前途的新型陀螺仪。黑龙江陀螺仪批发价格