什么是环形激光陀螺仪？(a ring laser gyroscope?)

环形激光陀螺仪是一种精密仪器，它使用沿两个方向移动的激光束测量角度或方向的变化。陀螺仪用于飞机和船舶的导航系统，以及导弹和精密武器的制导系统。利用光线测量方向变化的原理是基于法国科学家乔治·萨格纳克（Georges Sagnac）在1913年进行的研究。...

A ring laser gyroscope is used to measure laser beams.

环形激光陀螺仪是一种精密仪器，它使用沿两个方向移动的激光束测量角度或方向的变化。陀螺仪用于飞机和船舶的导航系统，以及导弹和精密武器的制导系统。利用光线测量方向变化的原理是基于法国科学家乔治·萨格纳克（Georges Sagnac）在1913年进行的研究。

陀螺仪利用惯性原理确定方向或位置变化。一个旋转的陀螺仪轮想要保持在一个位置，并且会抵抗转动。这可以通过一个旋转的陀螺来证明，陀螺可以抵抗被推到一边，或者试图将旋转的自行车轮子转到一边。

环形激光陀螺仪利用多普勒原理测量激光束的差异。1842年，Christian Doppler发现，如果声源在移动，那么听者的声音频率似乎不同。向听者移动的声音频率更高，而向远处移动的声音频率更低。光也会产生这种效应，激光陀螺仪利用了这一原理，因为当陀螺仪移动或倾斜时，两束光束的传播距离略有不同，正如萨格纳克所发现的那样。。

环形激光陀螺仪的设计通常是三条等边的三角形或等边盒。在三角形或长方体的一侧放置氦激光器，激光束围绕三角形向相反方向发射。通过使用镜子和棱镜，这两束光被发送到一个探测器，该探测器可以观察由这两束光形成的明线和暗线，称为干涉图。探测器可以寻找干扰模式的变化，如果陀螺仪移动，干扰模式将移动或改变位置。。

当陀螺仪处于水平位置时，两束激光以已知的时差返回探测器，干涉图是静止的。将环形激光陀螺仪向一侧倾斜会导致激光束在稍微不同的时间返回，并且干涉图案的移动速率与倾斜量一致。探测器可以校准，以显示用于精确转弯的飞机上转弯和倾斜指示器的倾斜测量值，或转动用于导航的罗盘刻度盘（称为定向陀螺仪）。。

20世纪末，环形激光陀螺仪技术开始取代机械陀螺仪。在此之前，陀螺仪使用高速旋转的轮子来产生稳定的陀螺仪效果。这些陀螺仪需要压缩空气或电力作为动力，并且由于机械摩擦而导致性能损失。环形激光陀螺仪没有运动部件，一旦校准，可以在最小性能损失的情况下提供卓越的精度。

早期激光陀螺仪的一个问题是难以测量方向或倾斜的微小变化。这种效应被称为锁定效应，两个激光束以非移动陀螺仪的相同时间增量出现在探测器上，这被错误地解释为水平。一种防止这种错误的方法称为机械抖动，它使用振动弹簧以特定的速率移动探测器以防止锁定。另一种方法是以特定速率旋转陀螺仪，以防止虚假的液位测量，尽管这种装置的生产成本更高。。

发表于 2021-12-31 19:24
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分类：互联网

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