Was ist ein faseroptischer Gyroskop?
Ein faseroptisches Gyroskop ist ein Gerät, das die Rotationsbewegung der Plattform oder des Objekts durch die Verwendung von Glasfasentechnologie misst.Diese Plattform kann alles sein, was sich bewegt, einschließlich Auto, Boot, Flugzeug oder Raumschiff.Ein faseroptischer Gyroskop wird am häufigsten zur Stabilisierung und Navigation verwendet.
Die einzigen Dinge, die zum Aufbau eines faseroptischen Gyroskops erforderlich sind, sind optische Faser, eine Lichtquelle, ein Strahlsplitter und ein Detektor.Zuerst emittiert die Lichtquelle einen Lichtstrahl in voreingestellten Intervallen, den der Splitter in zwei separate Photonen unterteilt.Dann werden diese beiden Strahlen in entgegengesetzte Richtungen entlang der optischen Faser geschickt.
Die Länge der optischen Faser variiert in verschiedenen Gyroskopen.Tatsächlich haben die größten Gyroskope möglicherweise 5 km (5 km) optische Faser, dicht gewickelt, obwohl die meisten viel kleiner sind.Der Detektor registriert, wenn jedes Photon eintrifft und den Zeitunterschied zwischen jedem berechnet.
Diese Verwendung von Faser-optischer Technologie wird durch den Sagnac-Effekt erklärt.Wenn das Gyroskop perfekt still ist, kommen die beiden Lichtstrahlen zum gleichen Moment an.Wenn sich das Gyroskop andererseits dreht, wird die Reise eines Photons verkürzt.Durch die Messung des Zeitunterschieds zwischen den Rückkehr jedes Photons kann das Gyroskop genau bestimmen, in welcher Art und Weise sich die Plattform dreht und wie schnell.
Ein Gyroskop kann viele Informationen über seine Bewegung bestimmen, daher ist es als Stabilisator äußerst nützlich.Ein faseroptischer Gyroskop könnte verwendet werden, um Waffen wie eine rotierende Waffe auf einem beweglichen Panzer zu stabilisieren.In großen Schiffen wird es häufig verwendet, um die Satellitenantenne so zu stabilisieren, so dass Schiffe die Funkkommunikation auch während rauer See aufrechterhalten.
Ein weiterer Zweck eines faseroptischen Gyroskops ist die Navigation.Wenn ein globales Positionierungssystem (GPS) und ein faseroptischer Gyroskop kombiniert werden, wird das resultierende Gerät als Trägheitsnavigationssystem (INS) bezeichnet.Ein INS bestimmt die Position der Plattform, ihre Geschwindigkeit und ihre Ausrichtung.Alles, von Autos und Einschienen- und Flugzeugen bis hin zu Booten und Flugzeugen können davon profitieren.Sogar einige Raumschiffe und Satelliten tragen ein Gyroskop zur präzisen Navigation.
Im Vergleich zu anderen Arten von Gyroskopen ist das faseroptische Gyroskop kleiner, leichter und langlebiger.Es besteht hauptsächlich aus sehr leichten optischen Fasern;Mechanische Gyroskope haben mehrere Metallstücke, die auf einem Ständer montiert sind.Eine faseroptische Version dauert länger als mechanische und gashaltige Gyroskope, da sie keine Spinnteile aufweist.Der faseroptische Gyroskoptyp ist ebenfalls sehr präzise, da es in der Lage ist, Änderungen von einem Grad pro Stunde zu erkennen.