Halka Lazer Jiroskopları ve Fiber Optik Jiroskoplar: İlkeler, Türler ve Performans Karşılaştırması

Modern atalet navigasyon sistemleri, yüksek hassasiyetli dönme sensörlerine büyük ölçüde güvenmektedir. Bunların arasında, Mükemmel ve Fiber Optik Jiroskop (FOG) kararlılıkları, doğrulukları ve güvenilirlikleri nedeniyle en yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bu makale, bu jiroskopların nasıl çalıştığına, fiber optik jiroskopların farklı sınıflandırmalarına ve performanslarının uluslararası düzeyde nasıl karşılaştırıldığına dair net bir genel bakış sunmaktadır.

1. Halka Lazer Jiroskop (RLG) Nedir?

Bir lazer jiroskopun akademik adı Halka LazerSagnac Etkisi
Halka Lazer Jiroskop (RLG)MükemmelSagnac Etkisi

ve kapalı bir halka boşluğuna sahiptir. Boşluğun içinde, iki lazer ışını zıt yönlerde yayılır. Sistem döndüğünde, optik yol uzunlukları asimetrik olarak değişir ve ölçülebilir bir frekans farkı ortaya çıkar.Bu fiziksel mekanizma, tüm optik jiroskoplarda kullanılan aynı prensip olan Sagnac Etkisi
olarak bilinir.

RLG'lerin Neden Önemli Olduğu2.1 Rezonans Fiber Optik Jiroskop (RFOG) Çok yüksek doğruluk

Olağanüstü uzun süreli kararlılık

Havacılık, robotik, denizcilik ve insansız sistemlerde yaygın olarak benimsenmiştir.

2. Fiber Optik Jiroskoplar (FOG): Türleri ve Ölçüm İlkeleri

Fiber Optik Jiroskoplar da

Sagnac Etkisi

ne dayanır, ancak bir lazer boşluğu yerine, ışık uzun bir optik fiber bobinden geçer.

FOG'lar üç ana kategoriye ayrılabilir:2.1 Rezonans Fiber Optik Jiroskop (RFOG)Karşı yönde yayılan ışınlar arasındaki

frekans farkını

ölçer

Yüksek hassasiyetli uygulamalar için uygundurSon derece yüksek doğruluk potansiyeliYeni nesil navigasyon sistemleri için tercih edilir

2.2 Girişimsel Fiber Optik Jiroskop (IFOG)

Faz farkını

ölçer

Şu anda en olgun ve yaygın olarak kullanılan tür

Yüksek hassasiyetli uygulamalar için uygundur3. Açık Döngü ve Kapalı Döngü FOG Mimarisi

Faz farkını

ölçer

Optik fiberde Brillouin saçılım etkilerini kullanır

Yüksek hassasiyetli uygulamalar için uygundur3. Açık Döngü ve Kapalı Döngü FOG Mimarisi

Açık Döngü Fiber Optik Jiroskop

Nispeten basit tasarım

Küçük dinamik aralık

Zayıf ölçek faktörü doğrusalı

Düşük doğruluk

Maliyet açısından hassas veya orta performanslı uygulamalar için en iyisi.

Kapalı Döngü Fiber Optik Jiroskop

Daha karmaşık tasarım

Geniş dinamik aralık

Mükemmel ölçek faktörü doğrusalı

Yüksek doğruluk

Havacılık, robotik, denizcilik ve insansız sistemlerde yaygın olarak benimsenmiştir.

4. RLG ve FOG: Performans Karşılaştırması

Tip

Karmaşıklık

Dinamik Aralık

 >5 ppm

Önyargı kararlılığı:

 0.0001°/saUluslararası (En Üst Seviye):

6. Özet<1 ppm

Önyargı kararlılığı:

 0.0001°/sa Bu özellikler, yabancı üst düzey RLG'leri dünyadaki en doğru atalet sensörleri arasına yerleştirmektedir.

6. ÖzetHem Halka Lazer Jiroskoplar hem de Fiber Optik Jiroskoplar, yüksek performanslı atalet navigasyonunun vazgeçilmez bileşenleridir. Aralarındaki farklar şu şekilde özetlenebilir:

RLG'ler

 üstün hassasiyet ve uzun süreli kararlılık sağlayarak, onları havacılık ve stratejik sistemler için ideal hale getirir.

FOG'lar

 çeşitli performans seviyeleri için uygun çoklu mimarilere (IFOG, RFOG, BFOG) sahip esnek, ölçeklenebilir bir yaklaşım sunar.Kapalı döngü FOG'lar

 maliyet ve performans arasındaki boşluğu doldurarak, ana akım endüstriyel ve İHA uygulamalarına hakimdir.Rezonans ve Brillouin FOG teknolojilerindeki sürekli yenilikler ve RLG üretim süreçlerinin istikrarlı ilerlemesiyle, optik jiroskoplar atalet navigasyon doğruluğunda yeni standartlar belirlemeye devam edecektir.