光纤陀螺仪的发展现状
2024年MEMS陀螺仪市场发展现状
2024年MEMS陀螺仪市场发展现状引言微电机系统(MEMS)陀螺仪是一种基于微纳技术的小型化陀螺仪装置,主要用于测量角速度和角位移。
近年来,随着物联网、智能手机等技术的快速发展,MEMS 陀螺仪市场也呈现出快速增长的趋势。
本文旨在探讨MEMS陀螺仪市场的发展现状,并分析市场前景和发展趋势。
1. MEMS陀螺仪市场概述MEMS陀螺仪广泛应用于航空航天、汽车、消费电子等领域。
随着无人机、自动驾驶车辆等技术的普及,对高性能MEMS陀螺仪的需求越来越大。
目前,市场上的MEMS陀螺仪主要分为三个主要类别:光学陀螺仪、电容陀螺仪和振动陀螺仪。
•光学陀螺仪:利用光纤的光相位差或光频差来测量角速度,具有高精度和高稳定性的特点。
•电容陀螺仪:基于电容变化来测量角速度,具有低功耗和较小尺寸的优势。
•振动陀螺仪:通过测量振动模式的变化来获取角速度信息,具有高灵敏度和高阻尼能力。
2. MEMS陀螺仪市场现状目前,全球MEMS陀螺仪市场处于快速增长阶段。
据市场研究机构统计,2019年全球MEMS陀螺仪市场规模达到XX亿美元,并预计未来几年将以复合年增长率XX%持续增长。
以下是市场现状的几个主要方面:2.1 市场驱动因素•物联网技术的快速发展推动了MEMS陀螺仪市场的增长。
物联网应用中需要大量的传感器进行数据采集和处理,而MEMS陀螺仪作为一种重要的角速度传感器,被广泛应用于物联网设备中。
•智能手机市场的快速增长也推动了MEMS陀螺仪的需求。
智能手机中的陀螺仪主要用于姿态感知和图像稳定等功能,随着智能手机用户数量的增加,对MEMS陀螺仪的需求也在增加。
•自动驾驶技术的发展对高性能MEMS陀螺仪提出了更高的要求。
自动驾驶车辆需要准确的姿态感知和导航功能,这就需要高性能的MEMS陀螺仪来提供精确的角速度测量。
2.2 市场挑战虽然MEMS陀螺仪市场发展迅速,但仍面临一些挑战:•技术挑战:尽管MEMS陀螺仪在小尺寸、低成本和低功耗等方面具有优势,但仍需要克服一些技术难题,例如陀螺仪的精度和稳定性问题。
陀螺仪行业分析报告
陀螺仪行业分析报告一、行业概述陀螺仪是一种用于测量和维持物体角度、方向和转速的设备。
它是基于角动量守恒原理,通过旋转惯性元件来测量和感知物体的转动。
陀螺仪广泛应用于航空航天、导航、汽车、消费电子等领域。
随着技术的进步和市场需求的增加,陀螺仪行业正在迅速发展,并呈现出巨大的潜力和机遇。
二、市场规模陀螺仪行业在过去几年中取得了迅猛的增长。
根据市场研究机构的数据,2018年全球陀螺仪市场规模达到了120亿美元,并预计到2025年将达到200亿美元。
主要驱动市场增长的因素包括航空航天行业的发展、智能手机、电子游戏设备等消费电子产品的普及,以及汽车行业对陀螺仪的需求增加。
三、市场竞争格局陀螺仪行业存在着激烈的市场竞争。
目前,全球陀螺仪市场主要由美国、日本、中国和欧洲等地的企业主导。
这些企业拥有先进的技术和强大的研发实力,能够不断推出新的产品和解决方案,以满足不同行业的需求。
同时,他们还通过不断提高产品质量和技术创新来保持市场竞争力。
四、技术趋势近年来,陀螺仪行业发展出一些新的技术趋势。
首先是MEMS 陀螺仪的兴起。
微机电系统(MEMS)陀螺仪由于其小巧、低功耗、成本低等优势,已经成为陀螺仪市场的主流产品。
其次是光纤陀螺仪的应用。
光纤陀螺仪由于其精度高、稳定性好等特点,被广泛应用于航空航天和导航系统。
此外,虚拟现实、无人机等新兴行业的发展也为陀螺仪行业带来了新的市场需求。
五、发展机遇与挑战陀螺仪行业面临着一些机遇和挑战。
在机遇方面,随着航空航天行业的发展和消费电子产品的普及,陀螺仪市场的需求将持续增加。
同时,新兴行业的兴起也为陀螺仪行业带来了新的发展机遇。
然而,陀螺仪行业也面临一些挑战。
首先是技术创新的压力。
随着竞争的加剧,企业需要不断推出新的技术和产品来保持市场竞争力。
其次是成本的控制。
陀螺仪是一种高精度的设备,其制造成本较高,需要企业进行有效的成本控制来提高竞争力。
六、发展策略在面对市场竞争和技术变革的挑战时,陀螺仪企业可以采取一些发展策略来保持竞争力。
光纤陀螺仪技术的发展与研究
光纤陀螺仪技术的发展与研究一、引言光纤陀螺仪是一种通过利用光(或电磁波)的干涉效应,测定角速度的高精度陀螺仪,广泛应用于惯性导航、航天、测绘和制导等领域。
随着光纤技术和信息技术的迅猛发展,光纤陀螺仪已经成为高科技领域不可或缺的重要工具之一。
本文将主要探讨光纤陀螺仪技术的发展和研究,通过分类介绍,详细阐述其原理、特点和应用。
二、光纤陀螺仪分类1. 常规光纤陀螺仪常规光纤陀螺仪具有独特的双波长光源、光学路径、检波器和信号处理方法。
其原理基于旋转对光波传播速度产生的不同效应,通过不同的光学干涉方法,最终实现对角速度的精准测量。
常规光纤陀螺仪具有精度高、抗干扰能力强、稳定性好等特点。
广泛应用于惯性导航、飞行器姿态控制、地震测量等领域。
但其灵敏度和稳定性也受到机械和光电元器件的影响,因此需要优化技术和材料、加强可靠性等方面的研究工作。
2. 纤维光栅陀螺仪纤维光栅陀螺仪是利用光纤光栅的干涉效应实现的陀螺仪。
其原理基于声学波的激发和布拉格反射,通过声学-光学相互转换,实现对角速度的高精度测量。
相对于常规光纤陀螺仪,纤维光栅陀螺仪具有灵敏度高、体积小、重量轻、功耗低等优点,可应用于重量限制的场合。
然而其对温度和振动等环境干扰的敏感性也较高,需要进行相应的技术研究和优化。
3. 拉曼光纤陀螺仪拉曼光纤陀螺仪是利用拉曼散射效应实现的陀螺仪。
其原理是通过光场的拉曼反散射,实现光波的频移和相移,从而测量系统的角速度。
相对于常规光纤陀螺仪和纤维光栅陀螺仪,拉曼光纤陀螺仪具有灵敏度高、免受磁场干扰等优点,因此在航天器的导航、高精度地震测量、地下勘探等领域有着广泛的应用。
但其可测量范围较窄,信噪比偏低等问题也需要进一步改进。
三、光纤陀螺仪技术发展光纤陀螺仪技术的发展是基于光纤制造、光学设计、信号处理等多个领域的紧密结合。
近年来,其研究方向主要包括以下三个方面:1. 新型传感器和器件新型光纤传感器和器件的出现,极大地推进了光纤陀螺仪技术的发展。
2024年激光陀螺市场发展现状
2024年激光陀螺市场发展现状激光陀螺是一种受到广泛欢迎的玩具和竞技产品。
它利用激光技术和陀螺原理,能够实现高速旋转并具有稳定性,深受年轻人的喜爱。
本文将介绍激光陀螺市场的发展现状,并分析其未来的发展趋势。
1. 激光陀螺市场概述激光陀螺市场自问世以来一直保持稳定增长,并在近年来得到更加广泛的认可和推广。
其产品种类丰富多样,包括普通激光陀螺、可编程激光陀螺、电子激光陀螺等。
这些产品不仅仅是娱乐玩具,还可以作为竞技和比赛用品。
2. 激光陀螺市场现状分析激光陀螺市场的发展现状可从多个角度进行分析。
2.1 市场规模激光陀螺市场规模逐年扩大。
根据市场调研机构的数据显示,过去几年激光陀螺市场年复合增长率超过20%。
这表明激光陀螺市场具有巨大的潜力。
2.2 市场竞争激光陀螺市场竞争激烈。
目前市场上存在众多激光陀螺品牌,并且市场进入门槛相对较低,容易形成品牌饱和现象。
因此,企业需要从产品质量、技术创新、市场营销等方面寻求差异化竞争。
2.3 消费人群激光陀螺的消费人群主要集中在年轻人和儿童中。
他们对新奇、高科技的产品敏感,并且愿意在娱乐和娱乐竞技方面进行投资。
随着消费者购买能力的提升,激光陀螺市场的发展前景广阔。
3. 激光陀螺市场未来发展趋势激光陀螺市场的未来发展具有以下几个趋势:3.1 技术创新激光陀螺市场将持续进行技术创新。
包括材料创新、结构创新、操控系统创新等方面。
新的技术创新将使产品更加出色,提升用户体验,带动市场需求增长。
3.2 产品多样化未来激光陀螺市场将出现更多功能和款式更多样化的产品。
如智能激光陀螺、VR 互动激光陀螺等。
这些新产品将进一步满足消费者的个性化需求,促进市场发展。
3.3 线上线下融合未来激光陀螺市场将加强线上线下融合发展。
除了传统实体店销售,电商平台将成为激光陀螺销售的重要渠道之一。
线下体验店、线上社交平台等也将成为重要的销售渠道。
结论激光陀螺市场目前呈现出稳定增长趋势,市场规模逐年扩大。
光纤陀螺仪的发展及应用
光纤陀螺仪的发展及应用光纤陀螺仪是一种基于光学原理的精密仪器,用于测量和检测物体的角速度和角位移。
它的工作原理是利用光纤作为传感器,在光的干涉和干扰效应下实现对角速度进行精确测量和计算。
光纤陀螺仪具有高精度、快速响应、长寿命和抗干扰性强等优点,因此在航空航天、导航、地震监测和工业控制等领域得到广泛应用。
光纤陀螺仪的发展经历了几个重要的阶段。
最早的光纤陀螺仪出现在20世纪70年代,它使用了光纤作为传感器,在光的干涉效应下实现对角速度的测量。
然而,当时的光纤陀螺仪体积庞大、价格昂贵、性能不稳定,限制了其在实际应用中的推广和应用。
随着技术的发展,光纤陀螺仪逐渐趋于小型化、高精度化和低功耗化。
在20世纪90年代,研究人员提出了一种新的光纤陀螺仪结构,即光纤环结构。
这种结构有效地实现了对光在光纤中传播时产生的微小光程差的测量,大大提高了陀螺仪的灵敏度和稳定性。
近年来,随着光纤技术的不断进步,光纤陀螺仪实现了更高的分辨率、更低的噪声和更宽的测量范围。
同时,光纤陀螺仪的体积也不断减小,造价也大大降低,使得其在大规模商业化应用中更具有竞争力。
光纤陀螺仪目前在航天航空领域有着广泛的应用。
它可以用于飞行器的导航、姿态控制和稳定系统,实时测量飞行器的角速度和绕各轴旋转角度,从而保证飞行器的安全和稳定。
光纤陀螺仪还可以用于航天器的精确定位和导航,为太空探测任务提供准确的数据支持。
此外,光纤陀螺仪还被广泛应用于民用领域。
例如,光纤陀螺仪可以用于汽车导航系统,提供准确的行驶方向和距离信息;在地震监测中,光纤陀螺仪可以实时监测地壳的变化,预警地震;还可以在工业控制系统中实现精确的角位移测量和控制,提高生产过程的自动化和智能化水平。
总的来说,光纤陀螺仪以其高精度、快速响应和抗干扰性强的特点,成为现代导航和控制系统中不可或缺的重要元件。
随着技术的进一步发展,相信光纤陀螺仪在更多领域的应用前景将更加广阔。
光纤陀螺的发展现状
光纤陀螺的发展现状光纤陀螺,作为一种高精度传感器,广泛应用于导航、惯性导航和航空航天等领域。
其基本原理是利用光纤制成的螺旋结构,通过测量光的相位差来反映陀螺的旋转速度和方向。
光纤陀螺的发展起源于20世纪70年代。
最早的光纤陀螺是由美国贝尔实验室的科学家发明的,其原理基于双光束干涉。
然而,早期的光纤陀螺由于制造成本高昂且体积较大,限制了其在工业领域中的广泛应用。
随着技术的不断进步,光纤陀螺开始向高精度、小型化、低功耗的方向发展。
在光纤传感器和微纳制造技术的推动下,光纤陀螺得到了快速发展。
目前,光纤陀螺已经实现了高精度测量,并且存在多种型号和规格。
一方面,光纤陀螺的体积已经大幅缩小,小型化的光纤陀螺可以轻松嵌入各种设备中,方便使用和安装。
另一方面,光纤陀螺的测量精度不断提高,可以达到角度偏差很小的水平。
目前市场上的主流光纤陀螺产品主要有激光陀螺和光纤环陀螺。
激光陀螺利用激光的干涉测量原理,具有高精度和高稳定性。
而光纤环陀螺则利用光纤在环形结构中传输的特性,具有更高的灵敏度和更低的温度漂移。
除了在导航和航空航天领域的广泛应用,光纤陀螺还在工业自动化、地质勘探和海洋勘测等领域得到了应用。
例如,在油井钻探中,光纤陀螺可以实时测量钻头的方向和旋转速度,提高作业效率和安全性。
未来,光纤陀螺的发展方向主要集中在提高精度、减小体积和降低功耗。
工业界正在不断探索新的材料和制造工艺,以提高光纤陀螺的性能。
同时,随着人工智能和大数据技术的发展,光纤陀螺还有望在智能驾驶、虚拟现实和机器人等领域得到更广泛的应用。
综上所述,光纤陀螺作为一种高精度传感器,在技术的推动下不断发展。
目前,光纤陀螺已经在多个领域得到了广泛应用,并且在未来仍具有很大的发展潜力。
光纤陀螺寻北仪的发展现状
光纤陀螺寻北仪的发展现状1光纤陀螺的研究及应用现状 (1)2 陀螺寻北仪的发展情况 (1)1光纤陀螺的研究及应用现状在惯性导航和惯性制导系统中,陀螺仪是极其重要的敏感元件。
所谓惯性导航,就是通过测量运载体的加速度,经过计算机运算,从而确定出运载体的瞬时速度和瞬时位置。
所谓惯性制导,则是在得到这些参数的基础上,控制运载体的位置以及速度的大小和方向,从而引导运载体飞向预定的目标。
以陀螺仪和加速度计为敏感元件的惯性导航和惯性制导系统,是一种完全自主式的系统。
它不依赖外部任何信息,也不向外发射任何能量,具有隐蔽性、全天候和全球导航能力。
因此,惯性导航成为现代飞机、大型舰只和核潜艇的一种重要导航手段,而惯性制导则成为地地战术导弹、战略导弹、巡航导弹和运载火箭的一种重要制导方法。
此外,惯性导航还可陆军炮兵测位、地面战车导航以及大地测绘等领域。
由此可见,陀螺仪在航空、航天、航海、兵器以致国民经济的某些部门中都有着广泛的应用。
2 陀螺寻北仪的发展情况第一阶段,20世纪50年代在船舶陀螺罗经的基础上,研制出矿用液浮式陀螺罗盘,这是陀螺寻北仪发展的初级阶段。
在这个阶段,德国的克劳斯塔尔矿业学院于1949年研制出液浮式单转子陀螺球,电磁定中心,陀螺电源频率333HZ,电压为100伏三相交流电,陀螺转速19000转/分。
一次观测中误差06''±,定向时间4小时,仪器重量640千克。
其型号为MWI,1955年和1959年相继研制出MW3和MW4a型。
精度进一步提高,定向时间进一步缩短,仪器重量进一步减轻。
第二阶段,从20世纪60年代开始,利用金属悬挂带将陀螺灵敏部陀螺马达转子和陀螺房在空气中通过悬挂柱悬挂起来,悬挂带的另一端与支承外壳相固定并采用三根导流管直接向马达供电。
这样构成了摆式陀螺罗盘。
与第一阶段相比,仪器结构大大简化,全套仪器进一步小型化,重量大大减轻,由于电源频率稳定性大大提高,使陀螺转速稳定,减小了角动量脉动,提高了仪器观测精度。
光纤陀螺资料
美国在光纤陀螺的研究方面一直保持领先地位。目前美国国内已经有 多种型号的光纤陀螺投入使用。以斯坦福大学和麻省理工大学为代表 的科研机构在研究领域中不断取得突破,而几家研制光纤陀螺的大公 司在陀螺研制和产品化方面也做得十分出色。最著名的Litton公司和 Honeywell公司代表了国际上光纤陀螺的最高水平。
(4)生产规模化。成本的降低也是光纤陀螺能够为用户所接受的前提 条件之一。各类元件的生产规模化可以有力地促进生产成本的降 低,对于中低精度的光纤陀螺尤为如此。
谢谢 !
光纤陀螺仪
光纤陀螺仪的分类
按工作原理:
干涉型光纤陀螺仪(I—FOG),即第一代光纤陀螺仪,目前 应用最广泛。它采用多匝光纤圈来增强SAGNAC效应,一个 由多匝单模光纤线圈构成的双光束环形干涉仪可提供较高 的精度,也势必会使整体结构更加复杂;
谐振式光纤陀螺仪(R-FOG),是第二代光纤陀螺仪,采用 环形谐振腔增强SAGNAC效应,利用循环传播提高精度,因 此它可以采用较短光纤。R—FOG需要采用强相干光源来增 强谐振腔的谐振效应,但强相干光源也带来许多寄生效应, 如何消除这些寄生效应是目前的主要技术障碍。;
陀螺仪
3) 低精度陀螺仪 低精度陀螺仪指精度范围超过10-1 º/h的陀螺仪。目前有发展前景的
是微机械陀螺仪。虽然精度低,但低廉的价格使其具有广阔的应用前 景。微机械陀螺仪有望在一些新的领域中得到应用,如车载导航系统、 天文望远镜、工业机器人、计算机鼠标,甚至是玩具上。
光纤陀螺仪
微机械框架式陀螺仪的工作原理
随着光电技术、微米/纳米技术的发展,新型陀螺仪如激光陀螺、光 纤陀螺和微机械陀螺应运而生。它们都是广义上的陀螺仪,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。
2024年光纤陀螺仪市场前景分析
2024年光纤陀螺仪市场前景分析1. 引言光纤陀螺仪作为一种重要的传感器,广泛应用于航空航天、导航定位、地震监测等领域。
本文将对光纤陀螺仪市场的前景进行分析,探讨其发展趋势和市场规模。
2. 光纤陀螺仪市场现状目前,光纤陀螺仪市场呈现出良好的增长势头。
光纤陀螺仪具有高精度、高稳定性和高灵敏度等特点,逐渐替代了传统机械陀螺仪和MEMS陀螺仪,成为市场上的主流产品。
在航空航天领域,光纤陀螺仪被广泛应用于导航和姿态控制系统。
同时,随着无人机和自动驾驶技术的快速发展,光纤陀螺仪在导航定位和惯性导航系统中也有广阔的市场需求。
3. 光纤陀螺仪市场驱动因素光纤陀螺仪市场的增长得益于以下几个方面的驱动因素:- 技术进步和成本下降:随着光纤传感技术的不断发展和成本的下降,光纤陀螺仪的性能得到了大幅提升,使得其在各个领域应用中具备了竞争优势。
- 航空航天行业的需求增长:随着民航和军航业的不断发展,对导航和姿态控制系统的需求持续增长,光纤陀螺仪作为关键传感器之一,将继续受到市场青睐。
- 自动驾驶技术的兴起:随着自动驾驶技术的推广与应用,光纤陀螺仪在惯性导航和姿态感知方面的需求将进一步增长。
4. 光纤陀螺仪市场挑战与机遇光纤陀螺仪市场面临着一些挑战,同时也带来了一些机遇: - 技术竞争加剧:随着市场竞争的加剧,光纤陀螺仪供应商需要不断提升技术水平,提供更加稳定可靠的产品,以获取市场份额。
- 成本压力增大:光纤陀螺仪的市场规模不断扩大,但面临着陀螺仪本身成本的下降压力。
供应商需要通过技术进步和规模效益来降低生产成本,保持竞争力。
- 新兴应用市场:除了传统领域,如航空航天和导航定位等,光纤陀螺仪在智能穿戴设备、虚拟现实和增强现实等新兴领域也有广阔的市场前景。
5. 光纤陀螺仪市场预测据市场研究公司的数据显示,光纤陀螺仪市场预计将保持稳定增长。
预计到2025年,全球光纤陀螺仪市场规模将超过XX亿美元。
其中,航空航天领域将继续是光纤陀螺仪的主要应用领域,自动驾驶技术的发展将进一步推动市场增长。
2024年激光陀螺惯导系统市场发展现状
2024年激光陀螺惯导系统市场发展现状引言激光陀螺惯导系统是一种基于激光技术和陀螺仪原理的导航系统,广泛应用于航空航天、军事和民用领域。
它通过测量角速度和角度来确定位置和姿态,具有高精度、高稳定性和抗干扰能力强等特点。
本文将对激光陀螺惯导系统的市场发展现状进行分析和总结。
市场规模及增长趋势激光陀螺惯导系统市场在过去几年中呈现稳步增长的态势。
据市场研究机构的数据显示,预计到2025年,全球激光陀螺惯导系统市场规模将达到xx亿美元,年复合增长率约为xx%。
市场增长的主要驱动因素包括:航空航天领域的需求增加、军事应用的扩展以及民用领域需求的增长等。
随着技术的不断进步和市场的拓展,激光陀螺惯导系统的应用范围将得到进一步扩大,市场规模有望持续增长。
市场应用领域航空航天激光陀螺惯导系统在航空航天领域的应用非常广泛。
它可以用于导航、定位和姿态控制等方面。
在航空航天器中,激光陀螺惯导系统能够提供高精度的导航和姿态信息,确保飞行器的安全和稳定。
随着航天技术的发展和探索行星的需求增加,激光陀螺惯导系统在航天领域的市场需求将会增加。
军事激光陀螺惯导系统在军事领域有着广泛的应用。
它可以用于导弹、战机、导弹防御系统等武器装备中,提供精确的导航、定位和目标跟踪功能。
激光陀螺惯导系统的高精度和抗干扰能力使其成为军事系统中不可或缺的一部分。
民用领域随着人们对导航和定位需求的增加,激光陀螺惯导系统在民用领域也得到了广泛的应用。
它可以用于无人机、船舶、车辆等交通工具的导航和控制。
同时,在工业自动化和测绘领域,激光陀螺惯导系统也能够提供精确的位置和姿态信息。
市场竞争格局激光陀螺惯导系统市场的竞争格局较为激烈,主要厂商包括xx公司、xx公司和xx公司等。
这些厂商在技术研发、产品性能和市场渠道等方面具有一定的竞争优势。
为了在市场上取得竞争优势,厂商们不断加大研发投入,提高产品性能和稳定性。
同时,他们也加强与航空航天、军事以及民用领域的合作,开拓新的市场。
2024年光纤陀螺仪市场发展现状
2024年光纤陀螺仪市场发展现状概述光纤陀螺仪是一种利用光的性质来检测旋转运动的仪器。
它广泛应用于航空航天、导航控制、地震仪器等领域。
本文将对光纤陀螺仪市场的发展现状进行分析和总结。
市场规模光纤陀螺仪市场在过去几年中保持了稳定的增长。
根据市场研究公司的数据显示,2019年光纤陀螺仪市场规模达到了XX亿元,预计到2025年将达到XX亿元。
市场规模的增长得益于光纤陀螺仪在各个行业中的广泛应用和不断改进的技术。
应用领域光纤陀螺仪在航空航天领域中的应用是其主要的市场驱动力之一。
航天器的导航和姿态控制需要高精度的陀螺仪来实现,光纤陀螺仪以其良好的稳定性和精确性成为了首选。
此外,光纤陀螺仪还被广泛应用于无人机、导弹、火箭等领域。
在导航控制领域,光纤陀螺仪也占据了一定的市场份额。
现代导航系统需要高精度的姿态传感器来提供准确的航向和姿态信息,光纤陀螺仪通过其快速响应、高精确度和抗干扰能力满足了这一需求。
光纤陀螺仪还被广泛应用于地震仪器领域。
地震仪器需要检测地壳的微小震动,并提供高精度的地震数据。
光纤陀螺仪具有较高的测量灵敏度和快速响应的特点,因此被广泛应用于地震监测和研究中。
除了以上领域,光纤陀螺仪还在工业控制、汽车电子等领域中有一定的应用。
随着技术的不断发展,光纤陀螺仪在更多领域将有更广泛的应用空间。
技术进展光纤陀螺仪市场的发展得益于技术的不断进步。
随着尺寸的缩小和制造工艺的改进,光纤陀螺仪的价格逐渐下降,同时性能不断提升。
新型陀螺仪产品采用了更先进的传感器和信号处理技术,具有更高的精确度、更快的响应速度和更好的抗干扰能力。
同时,光纤陀螺仪的可靠性也得到了提升。
传统的光纤陀螺仪需要复杂的光学调谐和温度补偿,容易受到环境影响。
而新一代光纤陀螺仪采用了更稳定的光源和特殊的光学结构,提高了稳定性和可靠性,降低了维护成本。
市场竞争目前,光纤陀螺仪市场竞争激烈。
国内外很多厂商都加大了在光纤陀螺仪领域的研发投入,并推出了各种新产品。
浅述陀螺仪与惯性技术的发展现状
浅述陀螺仪与惯性技术的发展现状激光陀螺仪[激光陀螺仪的定义]激光于1960年在世界上首次出现。
1962年,美、英、法、前苏联几乎同时开始酝酿研制用激光来作为方位测向器,称之为激光陀螺仪。
激光陀螺仪的原理是利用光程差来测量旋转角速度(Sagnac效应)。
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和光干涉,利用检测相位差或干涉条纹的变化,就可以测出闭合光路旋转角速度。
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。
[技术难点]激光陀螺仪需要突破的主要技术为漂移、噪声和闭锁阈值。
1. 激光陀螺仪的飘移激光陀螺仪的飘移表现为零点偏置的不稳定度,主要误差来源有:谐振光路的折射系数具有各向异性,氦氖等离子在激光管中的流动、介质扩散的各向异性等。
2. 激光陀螺仪的噪声激光陀螺仪的噪声表现在角速度测量上。
噪声主要来自两个方面:一是激光介质的自发发射,这是激光陀螺仪噪声的量子极限。
二是机械抖动为目前多数激光陀螺仪采用的偏频技术,在抖动运动变换方向时,抖动角速率较低,在短时间内,低于闭锁阈值,将造成输入信号的漏失,并导致输出信号相位角的随机变化。
3. 激光陀螺仪的闭锁阈值闭锁阈值将影响到激光陀螺仪标度因数的线性度和稳定度。
闭锁阈值取决于谐振光路中的损耗,主要是反射镜的损耗。
[国外概况]美国斯佩里公司于1963年首先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。
光纤陀螺小型化技术的研究现状分析
光纤陀螺小型化技术的研究现状分析摘要:光纤陀螺仪(FOG)作为一种导航仪器,在航海、航天乃至国防等多个领域都获得了广泛应用。
就目前来看,光纤陀螺仪(FOG)受到体积的限制,导致其在航海、航天以及国防领域的应用备受限制。
这主要是因为光纤陀螺仪(FOG)广泛应用于无人机、水下机器人等方面,而随着科技的进步,这些设备的体积越来越小,对于导航的精准度也进一步提升,这也促使光纤陀螺(FOG)小型化技术进一步发展。
基于此,本文围绕光纤陀螺仪(FOG)小型化技术展开研究,对其技术原理、发展历程以及主要研究方向进行分析,并对其主要面临的技术问题展开研究,以供参考。
关键词:光纤陀螺;小型化技术;集成化引言光纤陀螺(FOG)是一种惯性陀螺仪,可以做到对物体运动方位实施精准把控[1]。
光纤陀螺仪(FOG)可以实现对载体相对惯性空间运动角速率进行测量,并且有着使用年限长、精准度高,并且其可以测量的范围也非常大,所以在航海、航天、工业乃至国防等领域都可以看到光纤陀螺仪(FOG)的身影,并已经成为现代化惯性器件的主流,也是今后惯性器件技术发展的主要方向。
一、光纤陀螺(FOG)技术原理分析光纤陀螺仪(FOG)技术的出现离不开萨格奈克效应(Sagnac),其主要是利用萨格奈克效应对载体的角速率信号实施测量,这也是惯性空间转动闭环光路中一种非常常见的光传播效应[2]。
闭环光路中,光的传播主要是发生在同一闭合光路中,向一个光源同时发射两束相同的光,在反方向传播下最终在同一探测点完成汇合。
当垂直于闭合光路所处平面轴线,在相对惯性空间存在转动角速度,那此时发出的光束和反方向传播的光束就会出现不同,这种不同也被称之为光程差。
因为光程差和相对惯性空间存在的旋转角速度成正比,所以在求旋转角速度时,只需要掌握光程差和相位差信息即可。
光纤陀螺(FOG)技术主要有三种,分别为干涉式光纤陀螺、布里渊光纤陀螺以及谐振腔光纤陀螺[3]。
其中干涉式光纤陀螺因为其具备互易性结构,两束发射的光在反方向传播时有着具备相同的传输特征,再加上其附加位移也相同,且有着良好的共模抑制效果,有利于避免寄生效应,所以精准度也更高。
陀螺旋转技术发展现状及未来趋势分析
陀螺旋转技术发展现状及未来趋势分析概述陀螺旋转技术是一种基于陀螺效应的技术,通过利用陀螺的旋转来实现稳定性、导航和定向控制等功能。
近年来,陀螺旋转技术在航空航天、导航系统、自动驾驶和虚拟现实等领域得到了广泛应用。
本文将对陀螺旋转技术的发展现状及未来趋势进行分析。
一、陀螺旋转技术的发展现状1.传统陀螺旋转技术传统的陀螺旋转技术主要依靠机械陀螺仪和光纤陀螺仪。
机械陀螺仪通过旋转陀螺实现测量,具有高精度和稳定的特点,但体积大、重量重、寿命短等缺点限制了其应用范围。
光纤陀螺仪利用光学干涉原理,具有较小的体积和重量,但价格较高且受外界振动影响较大。
2.微型化陀螺旋转技术随着微纳技术的快速发展,微型化陀螺旋转技术得到了广泛关注。
微型化陀螺旋转技术主要包括MEMS陀螺仪和微纳光纤陀螺仪。
MEMS陀螺仪利用微机电系统技术制备微型陀螺仪,具有体积小、功耗低、成本低等优势,已经广泛应用于消费电子产品、智能手机和汽车导航系统等领域。
微纳光纤陀螺仪相比传统的光纤陀螺仪,体积更小,稳定性更高,可以满足复杂环境下的高精度测量需求。
3.集成化陀螺旋转技术随着多元化信息互联时代的到来,陀螺旋转技术与其他传感器和导航技术的集成化成为了发展的趋势。
例如,将陀螺旋转技术与全球定位系统(GPS)相结合,可以实现更精确的导航和定位功能。
此外,陀螺旋转技术还可以与加速度传感器、气压传感器等其他传感器进行融合,提高测量的精度和可靠性。
二、陀螺旋转技术的未来趋势1.高性能微型陀螺旋转技术未来的陀螺旋转技术将更加注重实现高性能微型化。
随着市场需求的增加,对体积小、成本低、功耗低、精度高的微型陀螺仪的需求也将不断增加。
因此,未来的研究方向将集中在微纳制造技术、材料研究和电子电路设计等方面,以实现更好的性能和更广泛的应用。
2.智能化陀螺旋转技术随着人工智能和自动化技术的发展,未来的陀螺旋转技术将更加智能化。
智能化陀螺旋转技术可以通过自主学习和适应能力,实现智能辨识和动态调整,避免外界干扰和振动对测量的影响,提高系统的鲁棒性和稳定性。
2024年激光陀螺仪市场发展现状
2024年激光陀螺仪市场发展现状激光陀螺仪是一种基于激光技术的高精度惯性传感器,广泛应用于航天、航海、导航、工业自动化等领域。
本文将详细介绍激光陀螺仪市场的发展现状。
1. 激光陀螺仪市场概述随着科技的进步和工业化的发展,激光陀螺仪市场正迅速增长。
激光陀螺仪具有高精度、长寿命、无衰减等优点,逐渐替代了传统的机械陀螺仪和电子陀螺仪。
激光陀螺仪的应用领域多样,包括导航仪器、航天卫星、惯性导航系统等。
2. 激光陀螺仪市场需求激光陀螺仪在现代工业和军事装备中的需求不断增长。
其高精度、稳定性和可靠性使其成为许多应用领域的首选。
特别是在航天、航海和导航领域,激光陀螺仪已经取代了传统的陀螺仪技术。
此外,工业自动化和无人驾驶技术的发展也进一步推动了激光陀螺仪市场的需求。
3. 激光陀螺仪技术进展随着科技的不断创新,激光陀螺仪的技术也在不断进步。
目前,激光陀螺仪已经实现了更高的测量精度和更小的体积。
微纳光学技术的发展使得激光陀螺仪可以实现更高的灵敏度和更快的响应速度。
同时,激光陀螺仪的自动化生产技术也在不断提高,降低了生产成本,进一步推动了市场的发展。
4. 激光陀螺仪市场竞争态势当前,激光陀螺仪市场竞争激烈。
众多厂商涌入市场,推出各种各样的产品。
其中,国际知名企业和一些创新型企业在市场上占据重要地位。
这些企业通过不断研发新技术和产品来提高竞争力。
此外,一些新兴国家的企业也逐渐崛起,对市场格局产生了一定的冲击。
随着市场的不断扩大,竞争将更加激烈。
5. 激光陀螺仪市场前景激光陀螺仪市场的前景广阔。
随着科技的进步,对高精度、高稳定性的惯性传感器的需求将越来越大。
激光陀螺仪作为其中的一种重要技术手段,将在航天、航海、导航、工业自动化等领域得到广泛应用。
同时,激光陀螺仪在无人驾驶车辆、虚拟现实、增强现实等新兴领域的发展也将带来新的机遇。
结论总之,激光陀螺仪市场正处于快速发展阶段。
高精度、高稳定性的激光陀螺仪在航天、航海、导航、工业自动化等领域的应用前景广阔。
2023年光纤陀螺仪行业市场调查报告
2023年光纤陀螺仪行业市场调查报告光纤陀螺仪是一种基于光纤技术和马赫曾德干涉原理制作的陀螺仪,其主要功能是测量物体的角度和转速。
光纤陀螺仪具有高精度、高稳定性和长寿命等特点,广泛应用于航天、导航、地震监测、航海、无人机等领域。
光纤陀螺仪行业市场调查显示,随着科技的不断发展和市场需求的增加,光纤陀螺仪市场规模不断扩大并呈现稳定增长态势。
以下是关于光纤陀螺仪行业市场调查的报告:一、市场规模和增长趋势光纤陀螺仪市场规模从2015年到2019年保持了稳步增长,总体市场规模达到了XX 亿元。
预计未来几年光纤陀螺仪市场仍将保持较稳定的增长趋势。
这主要受到航天、导航、地震监测、航海、无人机等领域需求的增加以及技术的不断创新影响。
二、市场应用1.航天领域:光纤陀螺仪在航天领域中被广泛应用于导航系统和定位系统,如卫星定位、空间朝向和姿态测量等。
2.导航领域:光纤陀螺仪在汽车、飞机、火车等交通工具的导航和定位系统中起到重要作用,可以提供精确的定位服务。
3.地震监测领域:光纤陀螺仪能够测量地震发生时的地震波传播速度和方向,对地震监测和预测具有重要意义。
4.航海领域:光纤陀螺仪广泛应用于海洋导航和定位系统,如船舶定位、航向和姿态测量等。
5.无人机领域:光纤陀螺仪是无人机导航和姿态控制系统的重要组成部分,可以实现无人机稳定飞行和准确定位。
三、竞争格局光纤陀螺仪市场竞争激烈,主要厂商包括霍尼韦尔、北方工业公司、安川科技、西安光学精密机械研究所等。
这些厂商在技术研发、产品质量、市场推广等方面都有一定优势。
四、市场发展趋势1.技术创新:随着科技的不断进步,光纤陀螺仪的技术也在不断创新。
未来,光纤陀螺仪将更加注重提高精度、降低成本和体积。
2.应用扩展:光纤陀螺仪的应用领域将进一步扩展,尤其是在无人驾驶、虚拟现实、增强现实等新兴领域中。
3.市场竞争加剧:随着市场规模的扩大,光纤陀螺仪市场竞争也将加剧,厂商将加大研发力度,不断提高产品质量和性能。
光纤陀螺
1.1国内外光纤陀螺研究现状1.1.1国外光纤陀螺的研究现状Pircher和Hepner在1967年提出光纤陀螺,后由美国Utah大学Vali和orthill 于1976年经过实验演示,从此光纤陀螺(Fiber optic gyroscope)以其态结构所具有的优势,引起科技界的瞩目。
截止到20世纪90年代,全世界研制光纤陀螺及其系统的单位已经有几十家,精度范围已经覆盖了从战术级到惯性级、精密级的各种应用。
霍尼韦尔公司(Honeywell)是航空和军事领域光学陀螺产品的最主要研制单位,该公司从1991年开始批量生产光纤陀螺及其系统。
其研制的AHZ-800型光纤陀螺(0.5/h)姿态航向基准系统1995年被Dornier 328-100和Dornier 328-110系列飞机认可,目前已交付了上万套光纤陀螺姿态/航向基准系统(AHRS),作为标准配置广泛应用于许多商业的和定期的飞机(包括Embraer145支持客机、Dornier 328支线客机、波音777、Cessna Excel商业喷气飞机和史密斯公司Learjet 45商业喷气飞机)上。
Honeywell公司在美国空军的支持下,还研制一种战术武器惯导系统用的光纤陀螺惯性测量单元(IMU),精度为(0.1/h)每月大约生产100套。
在可行性论证阶段,Honeywell公司研制的精密级光纤陀螺已经达到偏置稳定性为0.0003/h,角随机游走为0.0001°/h,标度因数稳定性小于1ppm。
Honeywell公司的精密级光纤陀螺已经应用在高精度飞船导航、飞船定位和稳定(“哈勃”望远镜)及战略导弹中。
格鲁曼(Northrop Grumman)公司在2001年兼并了利顿(Litton)工业公司,2002年从Audax集团接收了光纤传感技术公司,是美国最有影响的光纤陀螺及其系统产品的生产企业。
目前,格鲁曼公司为许多重要的军事应用和商业应用生产光纤陀螺和惯性测量单元,陀螺漂移在1.0/h~0.001/h之间。
2023年光纤陀螺仪行业市场环境分析
2023年光纤陀螺仪行业市场环境分析光纤陀螺仪是一种高精度、高稳定性的惯性导航传感器,具有广泛的应用领域,如航空航天、导航定位、地震监测等。
随着技术的发展和应用需求的增长,光纤陀螺仪行业市场逐渐扩大,但同时也存在着一些市场环境因素的制约和影响。
本文将从行业发展趋势、市场规模和竞争格局等方面对光纤陀螺仪行业市场环境进行分析。
一、行业发展趋势1. 技术创新:光纤陀螺仪行业依赖于技术创新作为发展的驱动力,随着科技水平的提升,技术创新将成为行业发展的重要支撑。
未来发展趋势将从传统光纤陀螺仪向集成化、多功能化、大容量化、微型化、数字化等方向发展。
2. 应用拓展:光纤陀螺仪作为一种重要的惯性导航传感器,在军事、民用方面都有广泛的应用。
未来亦将广泛用于无人驾驶、人工智能、智能制造等各种行业领域,成为未来移动互联网和智能物联网的重要技术支持。
3. 产业链协同:随着光纤陀螺仪技术的不断发展和应用需求的扩大,产业链合作将成为行业趋势,从而建立起完整的产业生态,不断提高整个行业的技术水平和市场地位。
二、市场规模当前光纤陀螺仪行业市场规模较为稳定,但由于技术创新和应用需求的不断增长,市场规模会呈现增长趋势。
据研究机构预测,2021年全球光纤陀螺仪市场规模将达到300亿美元。
中国作为世界工场和制造业强国,光纤陀螺仪市场发展速度较快,预计到2025年光纤陀螺仪市场规模将达到100亿元以上,占据全球市场份额的20%左右。
三、竞争格局光纤陀螺仪行业竞争格局较为集中,主要企业有Honeywell、KVH、SAFRAN、Northrop Grumman等。
这些企业在技术研发、生产制造、市场渠道等方面具有较强的实力,占据着市场份额的较大比重。
此外,国内的光纤陀螺仪企业也在追赶国际先进水平,如华志光电、西安华东等,未来发展潜力巨大。
综上所述,光纤陀螺仪行业市场环境受到市场需求、技术创新、应用拓展、竞争格局等因素的影响。
未来行业将呈现快速发展趋势,推动着整个产业的不断壮大。
光纤陀螺产业发展趋势分析
光纤陀螺产业发展趋势分析光纤陀螺是一种利用光纤作为感应元件来测量和检测角度和角速度变化的高精度仪器。
它具有测量精度高、响应速度快、抗干扰能力强等优势,广泛应用于航空航天、国防军工、船舶导航、地震监测等领域。
随着科技的不断进步和需求的不断增长,光纤陀螺产业也在不断发展壮大。
本文将分析光纤陀螺产业的发展趋势。
一、技术发展趋势1. 高性能化:随着技术的不断进步,光纤陀螺的性能将会越来越高。
在测量精度上,光纤陀螺将实现亚角度级别的测量,甚至达到纳米级别的测量精度。
在响应速度上,光纤陀螺将实现亚毫秒级别的响应速度,适用于更加复杂和高速的应用场景。
2. 多功能化:在功能上,光纤陀螺将不仅仅能够测量角度和角速度变化,还可以实现姿态判断和三维重建等功能。
这将使得光纤陀螺在航空航天、地震监测等领域的应用更加广泛和多样化。
3. 多传感器融合:为了提高测量的精度和可靠性,光纤陀螺将与其他传感器进行融合。
比如,光纤陀螺可以与GPS、加速度传感器等进行数据融合,从而实现地面、空中和水下三维位置的准确定位和导航。
4. 微纳化:为了满足小型化、轻量化的应用需求,在光纤陀螺的制造过程中,将采用微纳加工技术和集成电路技术,使得光纤陀螺的尺寸更小、重量更轻、功耗更低。
二、应用领域分析1. 航空航天:光纤陀螺在航空航天领域的应用前景广阔。
它可以用于飞行器的导航、稳定和姿态控制,提高飞行安全性和精度。
2. 地震监测:光纤陀螺可以用于地震监测和勘探,能够测量地壳的微弱变形和地震波的传播速度,为地震预警提供重要的数据支持。
3. 汽车导航:随着自动驾驶技术的不断发展,光纤陀螺作为一种高精度的导航传感器,将会在汽车导航系统中得到广泛应用。
4. 智能手机:在智能手机中,光纤陀螺可以用于图像稳定和陀螺仪功能,提供更好的拍摄和游戏体验。
三、市场趋势分析1. 市场需求不断增长:随着国家科技水平的不断提高和产业结构的升级,对高精度、高可靠性的光纤陀螺的需求将会不断增长。
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2005年第24卷第6期 传感器技术(Journa l o f T ransducer T echno logy)综述与评论光纤陀螺仪的发展现状周海波,刘建业,赖际舟,李荣冰(南京航空航天大学导航研究中心,江苏南京210016)摘 要:根据光纤陀螺仪的工作原理和特点,光纤陀螺仪具有不同的分类。
介绍了国外光纤陀螺仪的现状,预测了近期和长远的发展趋势,旨在对我国的光纤陀螺技术的发展能有所帮助。
关键词:光纤陀螺仪;萨格纳效应;干涉型;谐振式;布里渊式中图分类号:TN2,T P2 文献标识码:A 文章编号:1000-9787(2005)06-0001-03Devel op m ent status of fiber optic gyroscopesZ HOU H a i bo,LI U Jian ye,LA I Ji zhou,LI Rong b i n g(Navi gati on Res Cen ter,Nan jing Un iversity of Aeronau tics and A stronau tics,N an ji ng210016,China)Abstract:The fi ber opti c gyroscope(FOG)is c lassified i nto different types acco rd i ng t o its pr i nc i ple and character i sti c.The i n ternati onal status of FOG is i ntroduced and the short ter m and l ong ter m trend o f FOG i s forecast.It w ill be bene fit to t he course o f our FOG.K ey word s:FOG(fi ber optic gyro scope);Sagnac e ffect;i nterfero m e tric;resonan t;B rillou i n0 引 言光纤陀螺仪属于第四代陀螺仪 光学陀螺仪的一种,其基本工作原理基于萨格纳效应,即在同一闭合光路中从同一光源发出两束特征相同的光,沿相反的方向进行传播,汇合到同一探测点,产生干涉。
若存在绕垂直于闭合光路所在平面的轴线相对惯性空间转动的角速度,则沿正、反方向传播的光束产生光程差,该差值与角速度成正比。
通过光程差与相应的相位差的关系,可通过检测相位差,计算角速度。
它一般由光纤传感线圈、集成光学芯片、宽带光源和光电探测器组成。
与传统的机械陀螺仪相比,具有无运动部件、耐冲击、结构简单、启动时间短、灵敏度高、动态范围宽、寿命长等优点。
与另一种光学陀螺仪 环形激光陀螺仪相比,光纤陀螺仪不需要光学镜的高精度加工、光腔的严格密封和机械偏置技术,能够有效地克服了激光陀螺的闭锁现象,易于制造。
本文从光纤陀螺仪的原理和优点出发,着重对光纤陀螺仪的分类、国外研究现状及其发展趋势做了详细的介绍,希望对我国的光纤陀螺的研制和发展有所裨益。
1 光纤陀螺仪的分类光纤陀螺仪按照不同的分类标准,有不同的分类结果。
按结构可分为单轴和多轴光纤陀螺,光纤陀螺的多轴化正是其发展方向之一。
按其回路类型可分为开环光纤陀螺和闭环光纤陀螺两类,开环光纤陀螺不带反馈,直接检测光输出,省去许多复杂的光学和电路结构,具有结构简单、价格收稿日期:2004-11-20便宜、可靠性高、消耗功率低等优点,缺点是靠增加单模光纤的长度来提高陀螺的灵敏度,输入-输出线性度差、动态范围小,主要用作角度传感器[1]。
闭环光纤陀螺包含闭环环节,大大降低光源漂移的影响,扩大了光纤陀螺的动态范围,对光源强度变化和元件增益变化不敏感,陀螺漂移非常小,输出线性度和稳定性只与相位变换器有关[2],主要应用于中等精度的惯导系统,对光纤陀螺的小型化和稳定性有重要作用,是高精度光纤陀螺研究的主要趋势。
按照光学系统的构成可分为全光纤型和集成光学器件型。
全光纤陀螺成本较低,但实现高精度的技术难度较大,大多用于精度要求不高和低成本的场合。
集成光学器件光纤陀螺在信号处理中可以采用数字闭环技术,易于实现高精度和高稳定性,是目前最常用的光纤陀螺构成模式。
按照性能和应用的角度可分为速率级、战术级和惯性级等3个级别[3]。
速率级光纤陀螺已经产业化,主要应用于机器人、地下建造隧道、管道路径勘测装置和汽车导航等对精度要求不高的场合。
日本、法国等国家研制、生产的这种精度的陀螺仪,已大批量应用到民用领域。
战术级光纤陀螺具有寿命长、可靠性高和成本低等优点,主要用于战术导弹、近程/中程导弹和商用飞机的姿态对准参考系统中。
惯性级光纤陀螺主要是用于空间定位和潜艇导航,其开发和研制正逐步走向成熟,美国有关公司和研究机构是研制、生产该级别光纤陀螺的佼佼者,如H oneyw el,l N orthrop等公司。
1传 感 器 技 术 第24卷按工作原理可分为干涉式光纤陀螺、谐振式光纤陀螺和布里渊式光纤陀螺。
其中,干涉型光纤陀螺是这3种陀螺中发展最早、最为成熟、应用最广泛的,其惯性级产品的研制与开发也正日趋成熟。
但是,由于一些随机性、非互易性因素的影响,大大限制了其性能的提高[4]。
谐振式光纤陀螺与环形激光陀螺仪相似,利用循环的环形谐振腔来增强旋转引起的Sagnac效应。
与干涉型光纤陀螺相比,可靠性高、结构简化、温度分布漂移小、动态范围大。
但是,对光源要求比较苛刻,这一点影响到它的发展。
布里渊式光纤陀螺是利用布里渊光纤环形激光器的频率变化原理构成测量装置,具有结构简单、成本低、光器件少、线性度好、动态范围大,适于高精度检测,缺点是存在锁定现象。
2 国外研究状况从1976年美国U tah大学的V ali和Sho rt h ill首次提出了光纤陀螺的概念至今,光纤陀螺以其显著的优点、灵活的结构和诱人的前景,受到世界许多国家的大学和科研机构的重视,取得很大的进展。
但是,光纤陀螺在各国的发展状况、研究情况不尽相同,具有各自的特点。
国外光纤陀螺的研制主要集中在美国、日本、法国、德国和英国,美国、欧洲在中高精度光纤陀螺的研发上占有明显优势,日本则更注重于低精度光纤陀螺的商业应用。
2.1 美国的研究状况美国是最早研制与应用光纤陀螺的国家。
早在20世纪80年代,美国就开始对光纤陀螺仪进行全面的研究。
N o rt hrop,H oneywe ll等公司和斯坦福大学等都是赫赫有名的研究机构。
它们研究的光纤陀螺受到国家和基金支持,主要应用在军事上。
其中,比较具有代表性的是N orthrop 公司 从事光纤陀螺研究的公司,2001年8月,由L itton 集成系统、L itton意大利、L itt on加拿大等七家L itton公司合并而成。
其光纤陀螺技术在低中精度应用领域已经成熟,并已经产品化,主要客户是美国陆军、空军、海军和波音、空客等主要的航空公司。
1988年,该公司研制出实验惯性装置,所用到的惯件器件是光纤陀螺和硅加速度计。
1989年,研制并论证了系统飞行试验装置。
1991年、1992年,研制出用于导弹和姿态与航向参考系统的惯性测量系统。
1992年,研制出全球定位系统与惯导系统组合的导航系统。
如今,其生产的光纤陀螺产品有FOG200,600,1000,2500等系列,分为导航类、战术类、民用航空类和太空类,应用在陆地、海洋、太空等领域,精度为1 /h~0.001 /h,既有单轴结构,也有双轴、三轴结构。
该公司生产用于太空用途的光纤陀螺抵抗辐射能力强,达到使用15年可靠性超过99.6%的优异性能。
美国H oneyw ell公司一直致力于发展用于空间定位和潜艇导航应用的精确级光纤陀螺。
其研制的第一代高性能的干涉型光纤陀螺采用的是T i内扩散集成光学相位调制器、0.83 m宽带光源、光电探测器/前置放大器模块、保偏光纤偏振器等。
第二代高性能干涉型光纤陀螺采用了集成光学多功能芯片技术以及全数字闭环电路。
几年前, H oneyw e ll公司使用4000m光纤,5.5i n(l i n=25.4mm)保偏光纤环和掺铒光纤光源,进行了稳定温度条件下的闭环漂移测试,角度随机游走(ARW)精度为0.00019 /h,偏置稳定性优于0.0003 /h[5],相当于漂移率为一个半世纪旋转一周。
现已应用在高性能惯性参考系统中,能够改变光纤线圈大小和光纤的长度,以满足具体任务的要求。
2.2 日本研究状况日本是紧随美国开展光纤陀螺研究和应用的国家,其主要的研究机构有东京大学尖端技术室和日立、住友电工、三菱、日本航空电子工业(J A E)等公司。
日立公司主要研制速率级光纤陀螺,其最重要的贡献在于简化了干涉型光纤陀螺的系统配置,大大地降低了系统成本,使光纤陀螺的民用范围得到很大的扩展,例如:用于汽车导航系统、清洁机器人、光罗盘、农用直升机姿态控制系统等。
到1996年,已经具备每月生产5000只光纤陀螺的能力[6],在光纤陀螺的商业领域占据一定的市场份额。
另外,该公司在一些高级凌志轿车上安装了基于光纤陀螺的导航系统。
日本航空电子工业公司研制的开环干涉型光纤陀螺,其主要技术是使用0.83 m弱相关光源、单根消偏1.3 m 光纤(电信用光纤),以达到低成本,主要应用于商业领域。
其研制的闭环干涉型光纤陀螺采用双消偏结构,以获得战术级精度和更宽的动态范围,主要应用于航天领域,如,火箭的姿态控制系统。
目前,其生产的干涉型光纤陀螺在商业领域已经得到较为广泛的应用,例如:应用于遥控直升机、足球场割草机、火车定位检测系统和超市清洁机器人。
2.3 欧洲研究状况法国Ixsea SAS公司的前身是Photonetics公司的导航分部,从事光纤陀螺的研发有16年,拥有多项关键专利,应用领域涉及海上、水下应用和太空等。
从20世纪90年代开始,在法国、欧洲航天局的支持下,开发控制卫星姿态用光纤陀螺。
这类的光纤陀螺曾应用在巴西M icro卫星(FB M)上[7]。
2001年,发布了当今最小的、基于光纤陀螺的惯导系统,该系统为全球定位系统、多普勒测速器、声纳定位系统预留接口。
它生产的I M U120使用的光纤陀螺偏置稳定性达到0.003 /h,精度最高的光纤陀螺随机游走精度达到0.00015 /h,是O ctans(1998年开发的能够敏感运动的寻北仪)精度的200倍[7]。
德国L I TEF公司成立于1961年,从2001年开始,隶属于美国N orthrop公司电子系统分部,研制的方向集中在惯性传感器、惯性参照和导航系统,75%的飞行导航、陆地、海中导航产品用于出口,已有超过20000只光纤陀螺在当今世界使用,产品应用领域涵盖太空、空中、陆地和水中和2第6期 周海波等:光纤陀螺仪的发展现状军用、民用范围。