Hvad er et fiberoptisk gyroskop?

Et fiberoptisk gyroskop er en enhed, der måler rotationsbevægelse af platformen eller objektet, den er ved gennem brug af fiberoptisk teknologi.Denne platform kan være alt, hvad der bevæger sig, inklusive en bil, båd, fly eller rumfartøj.Et fiberoptisk gyroskop anvendes oftest til stabilisering og navigation.

De eneste ting, der er nødvendige for at opbygge et fiberoptisk gyroskop, er optisk fiber, en kilde til lys, en bjælkeplitter og en detektor.Først udsender lyskilden en lysstråle med forudindstillede intervaller, som splitteren deler sig i to separate fotoner.Derefter sendes disse to bjælker i modsatte retninger langs den optiske fiber.

Længden af den optiske fiber varierer i forskellige gyroskoper.Faktisk kan de største gyroskoper have 3,1 miles (5 km) optisk fiber, tæt opviklet, selvom de fleste er meget mindre.Detektoren registreres, når hver foton ankommer og beregner tidsforskellen mellem hver.

Denne anvendelse af fiberoptisk teknologi forklares af SAGNAC-effekten.Når gyroskopet er perfekt stille, ankommer de to lysstråler i samme øjeblik.På den anden side, når gyroskopet roterer eller vipper, forkortes en fotons tur.Ved at måle tidsforskellen mellem hver fotons tilbagevenden kan gyroskopet bestemme nøjagtigt, hvilken måde platformen roterer, og hvor hurtigt.

Et gyroskop kan bestemme en masse information om dens bevægelse, så det er yderst nyttigt som stabilisator.Et fiberoptisk gyroskop kunne bruges til at stabilisere våben, såsom en roterende pistol ovenpå en bevægelig tank.I store skibe bruges det ofte til at stabilisere satellitantenne, så skibe opretholder radiokommunikation, selv under ru hav.

Et andet formål med et fiberoptisk gyroskop er navigation.Når et globalt positioneringssystem (GPS) og et fiberoptisk gyroskop kombineres, er den resulterende enhed kendt som et inertial navigationssystem (INS).Et INS bestemmer placeringen af platformen, dens hastighed og dens orientering.Alt fra biler og monorails til både og fly kan drage fordel.Selv nogle rumfartøjer og satellitter har et gyroskop til præcis navigation.

Sammenlignet med andre typer gyroskoper er det fiberoptiske gyroskop mindre, lettere og mere holdbart.Det består primært af meget let optisk fiber;Mekaniske gyroskoper har flere metalstykker monteret på et stativ.En fiberoptisk version varer længere end både mekaniske og gasbærende gyroskoper, fordi den ikke har nogen spindende dele.Den fiberoptiske type gyroskop er også meget præcis, fordi det er i stand til at registrere ændringer så små som en grad i timen.