레이저 자이로스코프의 원리는 광 경로 차이를 이용하여 회전 각속도(사냑 효과)를 측정하는 것입니다. 닫힌 광 경로에서는 동일한 광원에서 방출된 시계 방향과 반시계 방향으로 전송된 두 개의 빛이 빛과 간섭합니다. 위상차나 간섭 무늬의 변화를 감지하여 닫힌 광 경로의 회전 각속도를 측정할 수 있습니다. . 레이저 자이로스코프의 기본 구성 요소는 링 레이저입니다. 링 레이저는 삼각형 또는 사각형 석영으로 구성된 폐쇄형 광학 경로로 구성됩니다. 혼합 가스(헬륨 및 네온 가스)로 채워진 하나 또는 여러 개의 튜브, 두 개의 불투명 반사경 및 A. 반투명 거울. 고주파 전원 공급 장치 또는 DC 전원 공급 장치를 사용하여 혼합 가스를 자극하여 단색 레이저를 생성합니다. 루프 공진을 유지하려면 루프 둘레가 광파 파장의 정수배가 되어야 합니다. 반투명 거울은 레이저를 루프 밖으로 유도하는 데 사용되며, 반대 방향으로 전송되는 두 개의 레이저 빔은 반사 거울을 통해 간섭됩니다. 출력 각도에 비례하는 디지털 신호가 광검출기와 회로를 통해 입력됩니다.
오른쪽의 개략도를 보면 이해가 더 쉽습니다.
레이저 자이로스코프의 구조
레이저 자이로스코프의 광학 루프는 실제로 광 발진기입니다. 광학 공동의 모양에 따라 삼각형 자이로스코프와 사각형 자이로스코프가 있습니다. 캐비티 구조에는 부품형과 일체형의 두 가지 유형이 있습니다. 일반적으로 삼각형 레이저 자이로스코프가 가장 많이 사용됩니다. 일반적인 레이저 자이로스코프의 구조는 다음과 같습니다. 베이스는 팽창 계수가 낮은 삼각형 세라믹 유리 조각이며 그 위에 정삼각형 광학 공동이 처리됩니다. 자이로스코프는 이러한 폐쇄형 삼각형 광학 공동으로 구성됩니다. 삼각형의 측면 각 모서리에 출력 거울이 설치되고 제어 거울과 편향 거울이 정의되며 삼각형의 한쪽에는 저압 헬륨-네온 혼합 가스가 채워진 플라즈마 튜브가 설치됩니다.
레이저 자이로스코프의 특성
레이저 자이로스코프에는 회전하는 회전자 부품과 각운동량이 없으며 방향 링 프레임, 프레임 서보 메커니즘, 회전 베어링, 전도성 링이 필요하지 않습니다. 토크 레이저 자이로스코프는 구조가 간단하고 작업 수명이 길며 유지 관리가 쉽고 신뢰성이 높습니다. 평균 문제 없는 작업 시간은 90,000시간 이상입니다.
레이저 자이로스코프의 동적 범위는 매우 넓고 측정 속도는 초당 ±1500도이며 최소 민감 각속도는 시간당 ±0.001도 미만이며 해상도는 / 정도입니다. 급진적 초, 고유의 디지털 증분 정량적 출력 캐리어의 각도 및 각속도 정보는 정밀한 아날로그-디지털 변환기가 필요하지 않으며 쉽게 디지털 형식으로 변환할 수 있어 컴퓨터와의 인터페이스에 편리하고 적합합니다. 스트랩다운 시스템에 사용됩니다.
레이저 자이로스코프의 작동 온도 범위는 매우 넓고(-55℃~﹢95℃) 가열이 필요하지 않으며 시작 프로세스 시간이 짧고 시스템 응답 시간이 빠르며 전원이 켜진 후 몇 초 안에 사용할 수 있습니다. 정상적으로 작동합니다. 시간당 0.5도의 정확도를 달성하는 데 50밀리초밖에 걸리지 않으며 이는 무기 시스템 유도에 매우 중요합니다.
레이저 자이로스코프는 움직이는 부분이 없고 질량 불균형 문제도 없기 때문에 캐리어의 진동이나 충격 가속도에 민감하지 않으며, 중력 가속도에 대한 민감도도 무시할 수 있어 필요가 없습니다. 불균형 보상 시스템, 출력 신호에는 교차 결합 조건이 없고 정확도가 높으며 오프셋 값은 시간당 0.001도 미만이고 무작위 드리프트는 시간당 0.001도 미만이며 장기 정확도와 안정성이 좋습니다. 9년 동안 출력에 변화가 없으며 반복성이 우수합니다.
레이저 자이로스코프에는 정밀한 부품이 없습니다. 자이로스코프를 구성하는 부품은 종류와 수량이 적고 기계적 가공이 덜 필요하며 대량 생산 및 자동화가 용이하고 비용이 기존 자이로스코프의 1/3 정도입니다. .
레이저 자이로스코프가 돌파해야 할 주요 기술 원리는 드리프트, 노이즈, 래치업 임계값입니다. 래치업 임계값은 레이저 자이로스코프 스케일 팩터의 선형성과 안정성에 영향을 미칩니다. 래칭 임계값은 공진 광학 경로의 손실, 주로 거울의 손실에 따라 달라집니다. 레이저 자이로는 광학 간섭 원리를 기반으로 개발된 새로운 항법 장비로 차세대 스트랩다운의 이상적인 주요 구성 요소가 되었습니다. 관성 항법 시스템은 상상의 물체가 정확하게 위치하는 모든 것에 사용됩니다. 석영 유연한 진자 가속도계는 융합된 석영으로 만들어진 민감한 요소입니다. 유연한 진자 구조에는 캐리어의 한 축을 따라 선형 가속도를 측정하기 위한 피드백 증폭기와 온도 센서가 장착되어 있습니다.
레이저 자이로 3축 관성 측정 조합은 광섬유 자이로스코프 3개와 석영 유연 진자 가속도계 3개로 구성되며, 캐리어의 각속도, 선형 가속도, 선형 속도 및 기타 데이터를 실시간으로 출력할 수 있습니다. 이동통신사의 복합 항법 및 측위용으로 사용될 수 있으며, 후속 안테나의 기계적 제어 장치에 대한 정확한 데이터를 제공합니다. 주요 성능: 계량 정확도 1×10-4g, 광섬유 자이로스코프 정확도(드리프트 안정성) ≤1°/h, 스케일 솔리드 선형성 ≤5×10-4.
레이저가 세상에 처음 등장한 것은 1960년이다. 1962년에 미국, 영국, 프랑스, 구소련에서는 레이저 자이로스코프라고 불리는 방위각 및 방향 측정기로 레이저를 사용하는 기술을 거의 동시에 개발하기 시작했습니다.
관련 기술: 제어 기술, 반도체 기술, 컴퓨터 기술.