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 та навігаційних системах, де висока надійність і точність мають вирішальне значення.
На відміну від традиційних гіроскопів з обертовою масою, оптичні гіроскопи не містять рухомих частин, що підвищує їхню довговічність та стійкість до вібрацій і ударів.
Оптичний гіроскоп працює на основі ефекту Сагнака. Цей ефект спричиняє зсув фази під час обертання системи. Система розділяє світловий промінь на дві частини. Один промінь рухається за годинниковою стрілкою, а інший — проти годинникової стрілки. Обидва промені проходять через оптичне волокно із замкнутим контуром або резонансну порожнину. Обертання спричиняє різницю в часі проходження 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 конструктивно інтерферують. Однак, коли система обертається, один промінь проходить дещо довший шлях, ніж інший, створюючи вимірювану різницю фаз. Гіроскоп перетворює цей фазовий зсув на точне значення кутової швидкості.
Існує два основних типи оптичних гіроскопів: кільцевий лазерний гіроскоп (RLG) та волоконно-оптичний гіроскоп (FOG). У RLG лазерні промені рухаються в трикутній або квадратній резонаторній камері, утвореній дзеркалами, тоді як у FOG світло проходить через довгі котушки оптичного волокна. FOG, як правило, менші, легші та міцніші, що робить їх ідеальними для мобільних або обмежених у просторі платформ.
Ці датчики відіграють ключову роль в інерційних навігаційних системах, де вони допомагають визначати положення, heading, та орієнтацію без використання зовнішніх джерел, таких як GPS. Їхня здатність функціонувати в GNSS-denied або суворих умовах робить їх незамінними в оборонній галузі, аерокосмічній промисловості та автономних транспортних засобах.
