링 레이저 자이로 스코프 란 무엇입니까?

링 레이저 자이로 스코프는 각도 또는 방향의 변화를 측정하기 위해 두 방향으로 이동하는 레이저 빔을 사용하는 정밀 기기입니다. 자이로 스코프는 항공기 및 선박의 ​​항법 시스템과 미사일 및 정밀 무기의 유도 시스템에 사용됩니다. 방향의 변화를 측정하기 위해 빛을 사용하는 원리는 1913 년 프랑스 과학자 Georges Sagnac의 연구에 근거합니다.

자이로 스코프는 관성 원리를 사용하여 방향 또는 위치 변화를 결정합니다. 회전 자이로 스코프 휠은 한 위치를 유지하려고하며 회전에 저항합니다. 이것은 한쪽으로 밀거나 회전하는 자전거 바퀴를 한쪽으로 돌리려고 시도하는 회전식 상단으로 설명 할 수 있습니다.

링 레이저 자이로 스코프는 도플러 원리를 사용하여 레이저 광선의 차이를 측정합니다. 1842 년 Christian Doppler는 음원이 움직이면 음파 주파수가 청취자와 다르게 나타나는 것을 발견했습니다. 청취자쪽으로 이동하는 소리가 더 높게 나타나고 멀어지면 주파수가 낮아집니다. 이 효과는 빛에서도 발생하며 레이저 자이로 스코프는이 원리를 사용합니다. Sagnac가 발견 한 것처럼 자이로 스코프를 움직이거나 기울일 때 두 빔이 약간 다른 거리로 이동하기 때문입니다.

링 레이저 자이로 스코프의 설계는 일반적으로 3 개의 동일한면이 있거나 같은면이있는 삼각형입니다. 헬륨 레이저는 삼각형 또는 상자의 한쪽에 배치되고 레이저 빔은 삼각형 주위의 반대 방향으로 보내집니다. 거울과 프리즘을 사용하여 두 빔은 검출기로 보내져 간섭 패턴이라고하는 두 빔에 의해 형성된 밝은 선과 어두운 선을 모두 봅니다. 검출기는 간섭 패턴의 변화를 찾을 수 있으며 자이로 스코프가 이동하면 위치가 이동하거나 이동합니다.

자이로 스코프가 수평이면 두 개의 레이저 빔이 알려진 시차로 검출기로 돌아오고 간섭 패턴은 정지합니다. 링 레이저 자이로 스코프를 한쪽으로 기울이면 레이저 빔이 약간 다른 시간에 되돌아오고 간섭 패턴이 기울기 양과 일치하는 속도로 움직입니다. 정밀 회전에 사용되는 항공기의 회전 및 뱅크 표시기의 기울기 측정 값을 표시하거나 방향성 자이로라는 내비게이션에 사용되는 나침반 다이얼을 돌리도록 검출기를 교정 할 수 있습니다.

링 레이저 자이로 스코프 기술은 20 세기 후반 기계식 자이로 스코프를 대체하기 시작했습니다. 그 전에 자이로 스코프는 바퀴를 매우 빠른 속도로 회전시켜 안정적인 자이로 스코프 효과를 만들어 냈습니다. 이 자이로 스코프에는 전원을 공급하기 위해 압축 공기 또는 전기가 필요했으며 기계적 마찰로 인해 성능이 저하되었습니다. 링 레이저 자이로 스코프에는 움직이는 부품이 없으며 일단 보정하면 최소한의 성능 손실로 탁월한 정확도를 제공 할 수 있습니다.

초기 레이저 자이로 스코프의 문제점은 방향 또는 기울기의 매우 작은 변화를 측정하는 데 어려움이있었습니다. 이 효과를 락인이라고하며 두 개의 레이저 빔이 움직이지 않는 자이로 스코프와 동시에 증분으로 탐지기에 나타나며 레벨로 잘못 해석됩니다. 기계적 디더링 (mechanical dithering)이라고하는이 오류를 방지하는 한 가지 방법은 진동 스프링을 사용하여 검출기를 특정 속도로 이동시켜 잠금을 방지합니다. 다른 방법은 자이로 스코프를 특정 속도로 회전시켜 잘못된 레벨 측정을 방지하지만이 장치는 생산 비용이 더 비쌉니다.