FOG – 光纤陀螺仪

返回词汇表

光纤陀螺仪 (FOG) 是一种精密传感器，它利用光的干涉而不是机械部件来测量角速度。工程师通常将光学陀螺仪用于高可靠性和高精度至关重要的航空航天、海事和导航系统中。

与传统的旋转质量陀螺仪不同，光学陀螺仪不包含活动部件，这提高了其耐用性以及抗振动和抗冲击能力。

光学陀螺仪的工作原理是萨格纳克效应。当系统旋转时，该效应会导致相移。系统将光束分成两部分。一束光顺时针传播，另一束逆时针传播。这两束光都通过闭环光纤或谐振腔移动。旋转会导致两束光之间的传播时间产生差异。这种差异会产生可测量的相移。系统利用此相移来计算旋转速率。

如果系统静止，两束光将同时返回探测器并发生相长干涉。然而，当系统旋转时，一束光的传播路径比另一束光稍长，从而产生可测量的相位差。陀螺仪将此相移转换为精确的角速度读数。

光学陀螺仪主要有两种类型：激光陀螺仪 (RLG) 和光纤陀螺仪 (FOG)。RLG 使用由反射镜制成的三角形或方形腔内的激光束，而 FOG 则通过长光纤线圈引导光线。FOG 通常更小、更轻且更坚固，使其成为移动或空间受限平台的理想选择。

这些传感器在惯性导航系统中起着关键作用，它们有助于在不依赖 GPS 等外部参考的情况下确定位置、航向和姿态。它们在 GNSS 受限或恶劣环境中运行的能力使其在国防、航空航天和自动驾驶汽车中不可或缺。