Principe et classification du brouillard
(1)principe
Le principe du brouillard est appelé effet Sagnac en physique. Dans un trajet lumineux fermé, deux faisceaux lumineux provenant de la même source interfèrent lorsqu'ils convergent vers le même point de détection. Si le trajet lumineux fermé est en rotation par rapport à l'espace inertiel, le faisceau se propageant dans les directions positive et négative produira une différence de trajet lumineuse proportionnelle à la vitesse de l'angle de rotation supérieur. La vitesse de l'angle de rotation est calculée à partir du déphasage mesuré par un détecteur photoélectrique.
D'après la formule, plus la fibre est longue, plus le rayon de marche optique est grand et plus la longueur d'onde optique est courte. Plus l'effet d'interférence est important. Ainsi, plus le volume de brouillard est important, plus la précision est élevée. L'effet Sagnac est essentiellement un effet relativiste, très important pour la conception de l'humidité.
Le principe du brouillard est le suivant : un faisceau lumineux est émis par le tube photoélectrique et traverse le coupleur (une extrémité traverse trois diaphragmes). Deux faisceaux pénètrent dans l'anneau dans des directions différentes, puis reviennent sur un cercle pour une superposition cohérente. La lumière renvoyée revient vers la LED et détecte son intensité à travers celle-ci. Le principe du brouillard paraît simple, mais le plus important est d'éliminer les facteurs qui affectent le trajet optique de deux faisceaux, un problème fondamental pour le brouillard.
Principe du gyroscope à fibre optique
(2)classification
Selon leur principe de fonctionnement, les gyroscopes à fibre optique se divisent en gyroscopes interférométriques à fibre optique (I-FOG), gyroscopes résonants à fibre optique (R-FOG) et gyroscopes à diffusion Brillouin stimulée (B-FOG). Actuellement, le gyroscope à fibre optique le plus abouti est le gyroscope interférométrique à fibre optique (la première génération), largement utilisé. Il utilise une bobine de fibre multitours pour améliorer l'effet Sagnac. En revanche, un interféromètre annulaire à double faisceau composé d'une bobine de fibre monomode multitours offre une haute précision, ce qui complexifie l'ensemble de la structure.
Selon le type de boucle, le brouillard peut être divisé en brouillard en boucle ouverte et brouillard en boucle fermée. Le gyroscope à fibre optique en boucle ouverte (Ogg) présente les avantages d'une structure simple, d'un faible coût, d'une grande fiabilité et d'une faible consommation d'énergie. En revanche, l'Ogg présente des inconvénients : une faible linéarité d'entrée-sortie et une faible plage dynamique. Il est donc principalement utilisé comme capteur d'angle. L'IFOG en boucle ouverte est un interféromètre à double faisceau annulaire, ce qui le rend particulièrement adapté aux applications nécessitant une faible précision et un faible volume.
Indice de performance du brouillard
Le brouillard est principalement utilisé pour mesurer la vitesse angulaire, et toute mesure est une erreur.
(1)bruit
Le mécanisme de bruit du brouillard se concentre principalement dans la partie détection optique ou photoélectrique, qui détermine la sensibilité minimale détectable de l'humidité. Dans un gyroscope à fibre optique (FOG), le paramètre caractérisant le bruit blanc de sortie de la vitesse angulaire est le coefficient de marche aléatoire de la bande passante de détection. Dans le cas du bruit blanc seul, la définition du coefficient de marche aléatoire peut être simplifiée comme le rapport entre la stabilité du biais mesurée et la racine carrée de la bande passante de détection dans une bande passante donnée.
S'il existe d'autres types de bruit ou de dérive, nous utilisons généralement l'analyse de la variance d'Allan pour obtenir le coefficient de marche aléatoire par une méthode appropriée.
(2) Dérive nulle
Le calcul d'angle est nécessaire lors de l'utilisation du brouillard. L'angle est obtenu par intégration de la vitesse angulaire. Malheureusement, la dérive s'accumule avec le temps et l'erreur devient de plus en plus importante. En général, pour les applications à réponse rapide (court terme), le bruit influence considérablement le système. En revanche, pour les applications de navigation (long terme), une dérive nulle a une influence significative sur le système.
(3) Facteur d'échelle (facteur d'échelle)
Plus l’erreur du facteur d’échelle est petite, plus le résultat de mesure est précis.
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Date de publication : 4 mai 2023