微型光纤陀螺 航新 光纤陀螺

即光纤角速度传感器，光纤陀螺和环形激光陀螺一样，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。光纤陀螺在航空航天、导航等领域起到了极为关键的作用。是一种用于惯性导航的光纤传感器 因其无活动部件——高速转子，称为固态陀螺仪。这种新型全固态的陀螺仪将成为未来的主导产品，具有广泛的发展前途和应用前景。

光纤陀螺原理是一束光从光电管发出，经过耦合器。通过光环。两束不同方向进入光环，微型光纤陀螺，绕一圈回来进行相干叠加。返回的光回到发光二极管，通过发光二极管探测强度。光纤陀螺原理看起来比较简单，但重要的是如何把影响两束光光程因素排除掉。这是做光纤陀罗面临的重要的问题。目前光纤陀螺仪成熟的是干涉型光纤陀螺仪(I—FOG)，即代光纤陀螺仪，目前应用广泛。它采用多匝光纤圈来增强SAGNAC效应，一个由多匝单模光纤线圈构成的双光束环形干涉仪可提供较高的精度，也势必会使整体结构更加复杂。光纤陀螺仪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(IOFG)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、体积小等场合。

光纤陀螺主要性能参数

1.1零偏和零漂

零偏是输入角速度为零(即陀螺静止)时陀螺仪的输出量， 以规定时间内测得的输出量平均值相应的等效输入角速度表 示，理想情况下为地球自转角速度的分量。 零漂即为零偏稳定性，表示当输入角速率为零时，陀螺仪 输出量围绕其零偏均值的离散程度，以规定时间内输出量的标 准偏差对应的等效输入角速率表示。零漂是衡量IFOG精度的 重要、基本的指标。产生零漂的主要因素是沿光纤分布的 环境温度变化在光纤线圈内引入的非互易性相移误差。通常为 了稳定零漂，光纤陀螺厂家，常需要对IFOG进行控温或者温度补偿。另外偏 振也会对零漂产生一定的影响，光纤陀螺，在IFOG中常采用偏振滤波和 保偏光纤的方法消除偏振对零漂的影响。

1.2标度因素

标度因数是陀螺仪输出量与输入角速率的比值，光纤陀螺公司，用某一特 定直线斜率表示，是反映陀螺灵敏度的量，其稳定性和性 是陀螺仪的一项重要指标，综合反映了光纤陀螺的测试和拟合 精度。标度因数的稳定性无量纲，通常用百万分比(ppm)表 示。标度因数的误差主要来源于温度变化和光纤偏振态的不稳 定性。

1.3随机游走系数

表征光纤陀螺仪中角速度输出白噪声大小的一项技术指 标，它反映的是光纤陀螺仪输出的角速度积分随时间积累的不 确定性，因此也可称为角随机游走。随机游走系数反应了陀螺 仪研制水平，也反映了陀螺仪小可检测角速率。该误差主要来源于光子的随机自发辐射、光电探测器和数字电路引入的噪 声和机械抖动。

1.4 阈值和分辨率

阈值表示光纤陀螺能感应的小输入速率。分辨率表示陀 螺仪在规定输入角速率下能感应的小输入速率增量。阈值和 分辨率都表征光纤陀螺仪的灵敏度。大输入角速度表示陀螺正、反方向输入速率的大值，表征陀螺的动态 范围，即光纤陀螺可感应的速率范围。

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