FOG — волоконно-оптичний гіроскоп
Волоконно-оптичний гіроскоп (FOG) — це прецизійний датчик, який вимірює кутову швидкість за допомогою інтерференції світла, а не механічних компонентів. Інженери зазвичай використовують оптичні гіроскопи в аерокосмічних, морських і навігаційних системах, де важливі висока надійність і точність.
На відміну від традиційних гіроскопів із масою, що обертається, оптичні гіроскопи не містять рухомих частин, що підвищує їхню довговічність та resistance to vibration і ударів.
Оптичний гіроскоп працює на основі ефекту Саньяка. Цей ефект викликає зсув фази, коли система обертається. Система розділяє світловий промінь на дві частини. Один промінь рухається за годинниковою стрілкою, а інший — проти годинникової стрілки. Обидва промені рухаються через замкнуте оптичне волокно або резонансну порожнину. Обертання викликає різницю в часі подорожі між променями. Ця різниця створює вимірюваний зсув фази. Система використовує цей зсув для обчислення швидкості обертання.
Якщо система нерухома, обидва промені повертаються до детектора одночасно й інтерферують конструктивно. Однак, коли система обертається, один промінь проходить трохи довший шлях, ніж інший, створюючи вимірювану різницю фаз. Гіроскоп перетворює цей зсув фази на точне значення кутової швидкості.
Існує два основних типи оптичних гіроскопів: кільцевий лазерний гіроскоп (RLG) і волоконно-оптичний гіроскоп (FOG). RLG використовують лазерні промені всередині трикутної або квадратної порожнини, виготовленої з дзеркал, тоді як FOG спрямовують світло через довгі котушки оптичного волокна. FOG зазвичай менші, легші та більш rugged, що робить їх ідеальними для мобільних платформ або платформ із обмеженим простором.
Ці датчики відіграють ключову роль в інерціальних навігаційних системах, де вони допомагають визначати положення, heading та орієнтацію без покладання на зовнішні орієнтири, такі як GPS. Їхня здатність функціонувати в середовищах із GNSS-denied або суворих умовах робить їх незамінними в defense, аерокосмічній галузі та автономних транспортних засобах.
