Prinzip und Klassifizierung von Nebel

Prinzip und Klassifizierung von Nebel

(1)Grundsatz

Das Prinzip des Nebels wird in der Physik Sagnac-Effekt genannt. In einem geschlossenen Lichtweg interferieren zwei Lichtstrahlen derselben Lichtquelle, wenn sie auf denselben Erfassungspunkt treffen. Dreht sich der geschlossene Lichtweg relativ zum Inertialraum, erzeugt der sich in positiver und negativer Richtung ausbreitende Strahl einen Lichtwegunterschied, der proportional zur Geschwindigkeit des oberen Rotationswinkels ist. Die Rotationswinkelgeschwindigkeit wird anhand der vom photoelektrischen Detektor gemessenen Phasendifferenz berechnet.

Aus der Formel folgt: Je länger die Faser, desto größer der optische Laufradius und desto kürzer die optische Wellenlänge. Je ausgeprägter der Interferenzeffekt ist. Je größer also das Nebelvolumen, desto höher die Präzision. Der Sagnac-Effekt ist im Wesentlichen ein relativistischer Effekt, der für die Feuchtigkeitsmessung sehr wichtig ist.
Das Prinzip des Nebels besteht darin, dass ein Lichtstrahl von der Fotozelle ausgeht und den Koppler durchläuft (ein Ende tritt in drei Blenden ein). Zwei Strahlen treten in unterschiedlichen Richtungen durch den Ring in den Ring ein und kehren dann zur kohärenten Überlagerung um einen Kreis zurück. Das zurückgeführte Licht kehrt zur LED zurück und misst deren Intensität. Das Prinzip des Nebels erscheint einfach, doch das Wichtigste ist, die Faktoren zu eliminieren, die den optischen Weg zweier Strahlen beeinflussen – ein grundlegendes Problem des Nebels.

Prinzip des faseroptischen Gyroskops

(2)Klassifizierung

Faseroptische Kreisel lassen sich nach ihrem Funktionsprinzip in interferometrische (I-FOG), resonante (R-FOG) und stimulierte Brillouin-Streu-Gyroskope (B-FOG) unterteilen. Der derzeit ausgereifteste Faseroptische Kreisel ist der interferometrische (die erste Generation) und weit verbreitet. Er nutzt eine mehrgängige Faserspule zur Verstärkung des Sagnac-Effekts. Ein Doppelstrahl-Ringinterferometer mit einer mehrgängigen Singlemode-Faserspule hingegen bietet eine hohe Präzision, was die Gesamtstruktur komplexer macht.
Je nach Schleifentyp kann Nebel in offenen Nebel und geschlossenen FOG unterteilt werden. Der offene Glasfaserkreisel (Ogg) bietet die Vorteile einer einfachen Struktur, eines niedrigen Preises, einer hohen Zuverlässigkeit und eines geringen Stromverbrauchs. Die Nachteile des Ogg liegen hingegen in der schlechten Eingangs-/Ausgangslinearität und dem geringen Dynamikbereich. Daher wird er hauptsächlich als Winkelsensor eingesetzt. Die Grundstruktur des offenen IFOG ist ein Ring-Doppelstrahl-Interferometer. Daher wird er vor allem bei geringer Präzision und kleinem Volumen eingesetzt.
Leistungsindex von Nebel
Nebel wird hauptsächlich zur Messung der Winkelgeschwindigkeit verwendet und jede Messung ist ein Fehler.

(1)Lärm

Der Rauschmechanismus von Nebel konzentriert sich hauptsächlich auf den optischen oder photoelektrischen Detektionsteil, der die minimale Feuchtigkeitsempfindlichkeit bestimmt. Bei faseroptischen Gyroskopen (FOG) ist der Random-Walk-Koeffizient der Detektionsbandbreite der Parameter, der das ausgegebene weiße Rauschen der Winkelgeschwindigkeit charakterisiert. Bei reinem weißem Rauschen lässt sich der Random-Walk-Koeffizient vereinfacht als Verhältnis der gemessenen Bias-Stabilität zur Quadratwurzel der Detektionsbandbreite in einer bestimmten Bandbreite definieren.

Wenn andere Arten von Rauschen oder Drift vorliegen, verwenden wir normalerweise Allans Varianzanalyse, um den Random-Walk-Koeffizienten mit einer geeigneten Methode zu ermitteln.

(2)Nullpunktdrift

Bei der Verwendung von Nebel ist eine Winkelberechnung erforderlich. Der Winkel wird durch Winkelgeschwindigkeitsintegration ermittelt. Leider akkumuliert sich die Drift mit der Zeit, und der Fehler wird immer größer. Generell gilt: Bei schnell reagierenden Anwendungen (kurzfristig) beeinflusst Rauschen das System erheblich. Bei Navigationsanwendungen (langfristig) hat die Nullpunktdrift jedoch einen erheblichen Einfluss auf das System.

(3)Skalierungsfaktor (Skalierungsfaktor)

Je kleiner der Skalierungsfaktorfehler ist, desto genauer ist das Messergebnis.

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