请问MEMS、光纤、激光陀螺的对比与优缺点？什么是激光陀螺

本文目录

• 请问MEMS、光纤、激光陀螺的对比与优缺点
• 什么是激光陀螺
• 激光陀螺和光纤陀螺是一回事吗
• 激光陀螺如何求解角速度
• 激光陀螺究竟有什么用为何我国曾经要花43年研究它
• 激光陀螺仪的国外概况
• 二频机抖激光陀螺原理
• 激光陀螺与同步信号的区别
• 激光陀螺仪工作原理图解说明一下
• 激光陀螺的组成结构

请问MEMS、光纤、激光陀螺的对比与优缺点

激光陀螺精度高，两种都是光学陀螺，都是基于萨格奈克效应，不同的是一个在光纤中传播，一个在谐振腔中传播，光纤成本低，但是易受温度变化造成的热胀冷缩不均以及缠绕时张力变化影响，激光陀螺光在谐振腔中传播，受外界影响小，因此精度较高，但谐振腔成本昂贵。

什么是激光陀螺

激光陀螺，是一种无质量的光学陀螺仪。利用环形激光器在惯性空间转动时正反两束光随转动而产生频率差的效应，来测量敏感物体相对于惯性空间的角速度或转角。

激光陀螺和光纤陀螺是一回事吗

　　不是一回事　　激光陀螺的基本元器件有氦氖激光器，全反射镜，半透半反射镜。激光陀螺集光、机、电、算等尖端科技于一身。广泛覆盖陆海空天多个领域。激光陀螺是衡量一个国家光学技术发展水平的重要标志之一。其工作原理为在闭合光路中，由同一光源发出的沿顺时针方向和反时针方向传输的两束光发生干涉，利用检测相位差或干涉条纹的变化，可以测出闭合光路旋转角速度。　　　光纤陀螺是一种用于惯性导航的光纤传感器陀螺仪(gyroscope)意即“旋转指示器”，是指敏感角速率和角偏差的一种传感器．光纤陀螺仪是广义上的陀螺仪，是根据近代物理学原理制成的具有陀螺效应的传感器。因其无活动部件——高速转子，称为固态陀螺仪。这种新型全固态的陀螺仪将成为未来的主导产品，具有广泛的发展前途和应用前景。

激光陀螺如何求解角速度

激光陀螺是一种用来测量角速度和角位移的装置。它基于离子回旋共振原理，利用一个陀螺的旋转运动和激光光束的反射来测量角速度。以下是求解角速度的步骤： 1. 首先，激光陀螺通过光学传感器测量出陀螺转动产生的微小光路差，并将这个微小光路差转换为电压信号。 2. 接着，将这个电压信号输入到激光陀螺的计算机中，计算机经过一系列处理和滤波后，可以得到精确的陀螺转动角速度。 3. 最后，通过与陀螺的初始角度和旋转速度相比较，可以计算出当前的角度和旋转速度。这些值可以用来控制机器人、飞行器等设备的运动。 需要注意的是，激光陀螺的精度和稳定性取决于多种因素，包括陀螺的设计、激光光源的质量、光学传感器的灵敏度等。因此，在实际应用中，需要根据具体的情况来选择合适的激光陀螺，并进行精确的校准和测试。

激光陀螺究竟有什么用为何我国曾经要花43年研究它

简单一点的说他就是一种轴旋转，因为他可以给我们带来好的消息，比如他可以把钱学森的密码破解，这无疑就是一件科技上的喜事。说到美国的战斧导弹，我认为当人们熟悉它们的时候，他们会更羡慕它们。毕竟，它们的超高精度目前超越了世界上任何其他国家，正是由于这种战斧，它在美国也具有很高的地位。

为什么战斧导弹能有如此高的精度，我们的军事专家告诉我们，这是因为战斧导弹被应用于一种非常关键的技术，即激光陀螺仪。也许很多人对这种激光陀螺仪技术了解不多，但是只要涉及到激光这个词，它总是给人一种高端氛围和高档的感觉。众所周知，激光武器受到各国青睐的最重要原因之一是其高精度。

你可以想象，在实战中不能击中武器有什么用，因此，准确性不容忽视。事实上，美国战斧导弹中使用的称为激光陀螺仪的技术并不是美国人首次提出的，而是我们的导弹专家钱学森提出的，钱学森先生曾经在研制导弹的过程中很早就意识到精度的重要性，于是就有人提出了钱学森的代码跟密码的问题。

在特定的场景模式下，在顶部的旋转过程中，围绕中心轴的旋转和围绕中心垂直的中心轴的反向锥形操作被赋予了初始条件，向顶部施加一些外力，然后继续绕中心轴旋转，这被物理学家称为顶部的旋转效应。但是当它绕轴旋转时，即使施加了一定的外力，轴指示的方向也是固定的，这就是所谓的方向进动。

关于以上的问题今天就讲解到这里，如果各位朋友们有其他不同的想法跟看法，可以在下面的评论区分享你们个人看法，喜欢我的话可以关注一下，最后祝你们事事顺心。

激光陀螺仪的国外概况

美国斯佩里公司于1963 年首次做出了激光陀螺仪的实验装置。1966 年美国霍尼威尔公司开始使用石英作腔体，并研究出交变机械抖动偏频法，使这项技术有了使用的可能。1972 年，霍尼威尔公司研制出GG-1300 型激光陀螺仪。1974 年美国国防部下令海军和空军联合制定研究计划，1975 年在战术飞机上试飞成功，1976 年在战术导弹上试验成功。进入80 年代以来，美国空军表示要坚定地把激光陀螺应用到空军系统中去，并与麦克唐纳·道格拉斯公司签定了两项合同，以实施一项名为“综合惯性基准组件”的研制计划，其内容是研制一种采用激光陀螺的双盒组件式传感器系统。海军也计划在80 年代内将激光陀螺惯导系统用到舰载飞机中，这种系统称为CA1NS1 。陆军准备将激光陀螺用于陆军飞机的定位/导航、监视/侦察、火控以及飞行控制系统。1985 年美国提出了战略防御计划（SDI）后，激光技术在军事系统和空间武器上的应用倍受重视。根据SDI 预算，1985 财年在这方面投资10．4 亿美元，大部分用于开展激光实验，其中包括激光陀螺的研制。90 年代，根据先进巡航导弹和战术飞机导航的要求，美国进行了激光陀螺捷联性能的研究（SPS）。麦克唐纳·道格拉斯公司被选为SPS 的主承包商，其次还有霍尼威尔、利顿、洛克威尔、辛格·基尔福特等公司参加。国外激光陀螺仪的研制单位很多，其中，美国和法国研制的水平较高，此外还有俄罗斯、德国等国家。1.美国美国研制激光陀螺仪的厂家有霍尼威尔、利顿、斯佩里等公司。（1）霍尼威尔公司理想的战术惯性器件必须同时具有低成本、体积小、重量轻、坚固等几个特点，霍尼威尔公司的GG1308和GG1320 就是为此研制的最新产品。该公司采用的关键技术如下：①在提高精度方面输出信号的细分技术，在小型化的RLG 中，保持所需的分辨率。提高抖动偏频的频率，以提高RLG 的采样频率。小型化RLG 的惯性小，谐振频率高，在抖动偏频装置的设计上，可以提高频率。由此，可以提高RLG 的采样频率和捷联惯性导航系统SINS 的计算频率，有利于保证捷联惯性导航系统SINS 的精度。②在降低成本方面利用玻璃熔结工艺来实现反射镜和电极等的密封。采用BK-7 光学玻璃取代Zerodur 等零膨胀系数材料，为此需要建立光波在谐振器中谐振的条件，并对温度误差采取补偿。采用GG1308 组成的一种惯导系统型号为HGl500 一IMU。采用GG1320 组成的惯导系统型号为H-764C 。（2）基尔福特公司在单轴RLG 的基础上，为满足小型卫星和航天器的需要，该公司研制了微型三轴激光陀螺仪MRLG。该公司采用力反馈式加速度计和MRLG 组成惯性测量组合IMU。这种惯性导航系统也可用于战术武器，包括鱼雷。2.法国法国的激光陀螺仪和系统技术具有很强的实力。法国SWXTANT 公司和SAGEM 公司均从70 年代开始研究激光陀螺技术，已经形成不同尺寸和精度的激光陀螺仪。（1）SEXTANT 公司SEXTANT 公司1972 年开始研究激光陀螺仪，1979 年SEXTANT 型激光陀螺仪首先用于“美洲虎”直升机飞行。1981 年33cm 型激光陀螺仪在ANS 超音速导弹项目中标，1987 年首次把激光陀螺仪用在“阿里安”4 火箭的飞行，1990 年SEXTANT 公司在法国未来战略导弹项目上中标。（2）SAGEM 公司SAGEM 公司从1977 年开始研究环行激光陀螺仪。1987 年组装了第一个样机GLS32 型。在工艺成熟后，主要生产用于航空及潜水艇的捷联惯导系统。1987 年组装了GLC16 型样机，主要用于直升机和小型运载火箭的捷联惯导系统。

二频机抖激光陀螺原理

Sagnac效应。二频机抖激光陀螺与传统的机械陀螺相比，激光陀螺具有精度高、耐环境性能好、动态性能好、启动时间短、寿命长及数字式输出等特点，二频机抖激光陀螺原理是Sagnac效应。二频机抖激光陀螺是应用最广泛的一种激光陀螺，他通过信号读出装置输出两路相位差为π/2的正弦拍频信号，可以得出闭锁阈值、抖动调制和放点噪声等信息。

激光陀螺与同步信号的区别

激光陀螺是一种装置，同步信号是一种信号。激光陀螺，是指利用激光光束的光程差测量物体角位移的装置。同步信号是给需要同步处理信息的机器设备提供相同时间参考的信号。激光陀螺精度大大高于机械式陀螺，没有运动部件，易于维护，可靠性高，寿命长，从而取代机械式陀螺，成为大中型飞机惯性基准系统的核心部件，但是它比机械式陀螺的体积大，价格高，因此在小型飞机上使用的较少。

激光陀螺仪工作原理图解说明一下

陀螺仪基本上就是运用物体在高速旋转时，角动量会很大，旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质为依据，用它来保持一定的方向，制造出来的定向仪器。

不过它必需转得够快，或者惯量够大（也可以说是角动量要够大）。不然，只要一个很小的力矩，就会严重影响到它的稳定性，所以设置在飞机、飞弹中的陀螺仪是靠内部所提供的动力，使其保持高速转动的。

扩展资料：

基本结构：

激光陀螺仪的基本元件是环形激光器，环形激光器由三角形或正方形的石英制成的闭合光路组成，内有一个或几个装有混合气体（氦氖气体）的管子，两个不透明的反射镜和一个半透明镜。用高频电源或直流电源激发混合气体，产生单色激光。

为维持回路谐振，回路的周长应为光波波长的整数倍。用半透明镜将激光导出回路，经反射镜使两束相反传输的激光干涉，通过光电探测器和电路输入与输出角度成比例的数字信号。

激光陀螺的组成结构

组成激光陀螺的基本元器件有氦氖激光器，全反射镜，半透半反射镜。激光陀螺没有旋转的转子部件，没有角动量，也不需要方向环框架，框架伺服机构，旋转轴承，导电环及力矩器和角度传感器等活动部件，结构简单，工作寿命长，维修方便，可靠性高，2014年激光陀螺的平均无故障工作时间已达到九万小时以上。激光陀螺没有活动部件，不存在质量不平衡问题，所以对载体的震动及冲击加速度都不敏感，对重力加速度的敏感度也可忽略不计，因而无需不平衡补偿系统，输出信号没有交叉耦合项，精度高，偏值小于0.001度每小时，随机漂移小于0.001度每小时，长期精度稳定性好，在9年内输出没有任何变化，重复性极好。激光陀螺没有精密零件，组成陀螺的零件品种和数量少，机械加工较少，易于批量生产和自动化生产，成本是常规陀螺的三分之一左右。3个激光陀螺和3个加速度计组成一套导航系统。物体运动时根据不同激光束的变化，就能精确感知物体空间坐标。用它给武器平台导航，能让战机突防能力更强、舰船跑得更远、导弹打得更准。在没有卫星导航的情况下，同样能精确打击目标。激光陀螺集光、机、电、算等尖端科技于一身。