FOG – 光ファイバージャイロスコープ
光ファイバジャイロスコープ (FOG)は、機械部品ではなく光の干渉を利用して角速度を測定する高精度センサーです。エンジニアは通常、高い信頼性と精度が不可欠な航空宇宙、海上、航法システムで光学ジャイロスコープを使用します。
従来の回転質量ジャイロスコープとは異なり、光学ジャイロスコープには可動部品が含まれていないため、耐久性が向上し、振動や衝撃に対する耐性が高まります。
光学ジャイロスコープは、サニャック効果を利用して機能します。この効果により、システムが回転すると位相シフトが発生します。システムは光ビームを2つの部分に分割します。1つのビームは時計回りに進み、もう1つは反時計回りに進みます。両方のビームが、閉ループ光ファイバまたは共振キャビティを通って移動します。回転により、ビーム間の移動時間に差が生じます。この差により、測定可能な位相シフトが作成されます。システムはこのシフトを使用して回転率を計算します。
システムが静止している場合、両方のビームが同時に検出器に戻り、強め合う干渉を起こします。ただし、システムが回転すると、一方のビームが他方よりもわずかに長いパスを進み、測定可能な位相差が作成されます。ジャイロスコープはこの位相シフトを正確な角速度の読み取り値に変換します。
光学ジャイロスコープには、リングレーザージャイロスコープ (RLG)と光ファイバジャイロスコープ (FOG)の2つの主要なタイプがあります。RLGはミラーで作られた三角形または正方形のキャビティ内のレーザービームを使用し、FOGは長い光ファイバのコイルを通して光を導きます。FOGはより小型、軽量、かつ頑丈になる傾向があり、モバイルやスペースが限られたプラットフォームに最適です。
これらのセンサーは慣性航法システムにおいて重要な役割を果たし、GPSなどの外部基準に頼ることなく、位置、進行方向、姿勢を特定するのに役立ちます。GNSSが使えない環境や過酷な環境で機能するその能力により、防衛、航空宇宙、自律走行車において不可欠なものとなっています。
