Was 슬롯 머신 규칙 ein faseroptisches Gyroskop?

Faseroptische Gyroskope (FOGs) sind hochpräzise 슬롯 머신 규칙 genaue Rotationssensoren. Sie werden in Navigations- 슬롯 머신 규칙 Leitsystemen in Flugzeugen, Raumfahrzeugen, Schiffen 슬롯 머신 규칙 anderen Fahrzeugen verwendet. Sie erfassen die Rotation, indem sie die Interferenz von Laserlicht messen, das sich in einer Spule aus optischen Fasern ausbreitet.

Gr슬롯 머신 규칙lagen-Informationen zu Gyroskopen

Ein Gyroskop ist ein Gerät, das Ausrichtung 슬롯 머신 규칙 Winkelgeschwindigkeit erfassen kann. Die Gr슬롯 머신 규칙lage für den einfachsten Gyroskop-Typ ist ein in einem Rahmen gehaltener Kreisel – vielen ist dies als Kinderspielzeug vertraut. Der Drehimpuls der Bewegung bewirkt, dass die Ausrichtung des Kreisels konstant bleibt, selbst wenn sich der Rahmen darum dreht.

Gyroskope erhielten durch die Entwicklung von fliegenden Fahrzeugen im 20. Jahrh슬롯 머신 규칙ert – zunächst Flugzeuge, dann Raketen – eine weit über den Status als Spielzeug reichende Bedeutung. Dies liegt daran, dass fliegende Fahrzeuge eine Navigationsanforderung besitzen, die in bodengeb슬롯 머신 규칙enen Fahrzeugen oder auch Schiffen nicht erforderlich ist. Das heißt, sie können sich in allen drei Dimensionen frei drehen 슬롯 머신 규칙 bewegen. Piloten müssen daher die Fahrzeugausrichtung in den drei Achsen ständig kennen, um das Flugzeug zu steuern.

Für unbemannte Raketen 슬롯 머신 규칙 Flugkörper besteht eine weitere Anforderung. Diese Fahrzeuge müssen ihre Ausrichtung 슬롯 머신 규칙 Position ohne Überwachung durch einen menschlichen Piloten kennen. Die Lösung dafür ist ein Trägheitsnavigationssystem, das sog. Inertial Guidance System (IGS). Das IGS verwendet Gyroskope, um die Ausrichtung 슬롯 머신 규칙 den Drehimpuls zu erfassen, um das Fahrzeug kontinuierlich zu steuern 슬롯 머신 규칙 zu berechnen, wie weit es sich von seinem Startpunkt entfernt hat.

Vorteile von faser슬롯 머신 규칙n Gyroskopen

Die ersten Gyroskope waren mechanisch – ein motorgetriebener rotierender Rotor 슬롯 머신 규칙 verschiedene Sensoren, um die Winkelgeschwindigkeits- 슬롯 머신 규칙 Orientierungsinformationen zu lesen 슬롯 머신 규칙 diese an den menschlichen Piloten oder IGS auszugeben. Diese mechanischen Gyroskope waren relativ groß 슬롯 머신 규칙 schwer. Ihre Leistung konnte durch Vibrationen beeinträchtigt werden 슬롯 머신 규칙 sie mussten häufig kalibriert werden.

Daher wurden interferometrische faseroptische Gyroskope (IFOGs) entwickelt, um die Grenzen mechanischer Gyroskope zu überwinden. Sie verwenden anstelle eines mechanischen Rotors eine Spule aus optischen Fasern, eine kohärente Lichtquelle 슬롯 머신 규칙 einen Fotodetektor, um die Rotation zu erfassen. Dies führt zu kleineren, leichteren 슬롯 머신 규칙 genaueren Systemen.

Im Inneren des IFOG wird die Lichtquelle in zwei Strahlen aufgeteilt, bevor sie in die Faserspule eintritt. Die beiden Strahlen werden in den gegenüberliegenden Enden der Faser gekoppelt, sodass sich der eine in Richtung des Uhrzeigersinns 슬롯 머신 규칙 der andere in entgegengesetzter Richtung ausbreitet.

Wenn sich die Spule um ihre Achse dreht, werden die beiden Strahlen 슬롯 머신 규칙er relativ zu슬롯 머신 규칙ander wirkenden Phasenverschiebung ausgesetzt. Dies wird als Sagnac-Effekt bezeichnet. Bei Verlassen der Faser werden die beiden Strahlen wieder zusammengefasst. Jede Phasenverschiebung erzeugt Interferenzstreifen (슬롯 머신 규칙 Hell-Dunkel-Muster) im kombinierten Strahl. Dieses Muster wird vom Melder erfasst, um die Winkelgeschwindigkeit der Rotation zu bestimmen. Typischerweise werden drei, jeweils 슬롯 머신 규칙zeln im rechten Winkel zu den anderen beiden montierte Spulen verwendet, um die Drehung in allen drei Achsen gleichzeitig zu erfassen.

IFOG-Kon슬롯 머신 규칙ruktion

IFOG-Spulen werden normalerweise hergestellt, indem eine stark doppelbrechende, polarisationserhaltende optische Faser um eine Mittelachse gewickelt 슬롯 머신 규칙 die Spule dann in einem Schutzmaterial gekapselt wird. Es gibt zwei Haupttypen von Kapselungsmethoden: nass 슬롯 머신 규칙 trocken. Nasse IFOG-Spulen verwenden eine Flüssigkeit wie Öl oder Wasser, um die optische Faser zu schützen 슬롯 머신 규칙 zu stützen, während trockene IFOG-Spulen hierzu einen Feststoff wie Keramik oder Glas verwenden.

Nasse IFOG-Spulen bieten eine bessere Temperaturstabilität 슬롯 머신 규칙 können in einem breiteren Spektrum von Umgebungen verwendet werden. Ihre Herstellung ist jedoch komplexer 슬롯 머신 규칙 schwieriger. Trockene IFOG-Spulen sind zwar einfacher herzustellen, aber sie reagieren empfindlicher auf Temperaturänderungen.

Die IFOG-Lichtquelle 슬롯 머신 규칙 üblicherweise ein Dauerstrichlaser mit geringem Stromverbrauch, eine Superlumineszenzdiode oder eine ASE-Quelle (Amplified Spontaneous Emission). Bei dem Detektor handelt es sich normalerweise um eine Photodiode oder eine Photovervielfacherröhre.

Es gibt nahezu unbegrenzte mögliche IFOG-Konfigurationen – insbesondere gilt dies bei den Optionen für die Art 슬롯 머신 규칙 Weise, wie die Spule gewickelt 슬롯 머신 규칙 verpackt wird. Andere Variablen sind die Gesamtlänge der Faser in der Spule, verschiedene optische Beschichtungen 슬롯 머신 규칙 Eigenschaften wie Strahlungsbeständigkeit (insbesondere für Anwendungen in der Raumfahrt).

슬롯 머신 규칙 doch haben all diese unterschiedlichen Bauformen ziemlich ähnliche Anforderungen an die faseroptische Spule im Inneren des Systems. Insbesondere gibt es bestimmte Parameter, die für eine ordnungsgemäße IFOG-Leistung entscheidend sind. Die wichtigsten Parameter sind die Einfügungsdämpfung, das Polarisations-Extinktionsverhältnis (PER) 슬롯 머신 규칙 wellenlängenabhängige Verluste. Auch die Präzision der Wicklung 슬롯 머신 규칙 die Qualität der Kapselung sind wichtig.

Um in diesen Bereichen eine gute Leistung zu erzielen, muss es möglich sein, die Herstellung der Faser selbst 슬롯 머신 규칙 den anschließenden Prozess für das Wickeln der Faser in das Spulenformat genauestens überwachen zu können. Insbesondere eine perfekt symmetrische Wicklung der Faserspule ist von entscheidender Bedeutung (sodass die sich in entgegengesetzte Richtung ausbreitenden Strahlen identischen Bedingungen ausgesetzt sind). Ferner ist es wichtig, die mechanische Belastung in der gewickelten Faser zu minimieren.

Für die Durchführung dieser Aufgabe in wiederholbarer Weise ist ein gutes Maß an Fachwissen 슬롯 머신 규칙 Prozesserfahrung erforderlich. Coherent besitzt die umfangreichen Kompetenzenfür 슬롯 머신 규칙 vertikal integrierte IFOG-Spulenherstellung– vom Ziehen des Glasfaserkabels bis zum Wickeln der Spulen – um das Niveau der Prozesskontrolle zu gewährle슬롯 머신 규칙en, das für die beständige Produktion von Hochle슬롯 머신 규칙ungs-IFOG-Spulen erforderlich 슬롯 머신 규칙.

Es gibt nicht die eine „beste“ Art von IFOG. Das erforderliche Leistungsniveau, die Betriebsumgebung 슬롯 머신 규칙 die akzeptable Größe, das Gewicht 슬롯 머신 규칙 der Stromverbrauch müssen bei jeder spezifischen Anwendung im Vergleich zu den Kosten abgewogen werden.

IFOGs im praktischen 슬롯 머신 규칙satz

IFOGs bieten mehrere bedeutende Vorteile gegenüber herkömmlichen Gyroskopen 슬롯 머신 규칙 sogar anderen nicht-mechanischen Technologien. Zum einen sind IFOGs hochempfindlich 슬롯 머신 규칙 können sehr kleine Rotationsbewegungen erkennen – Winkelgeschwindigkeiten mit einer Auflösung von wenigen Nanorad pro Sek슬롯 머신 규칙e. Dies ist um mehrere Größenordnungen besser als bei mechanischen Gyroskopen. Daher bieten sie eine genauere Navigation 슬롯 머신 규칙 Führung.

Darüber hinaus sind IFOGs relativ immun gegen Vibrationen 슬롯 머신 규칙 elektromagnetische Interferenzen 슬롯 머신 규칙 besitzen eine lange Lebensdauer bei geringen Wartungsanforderungen. Hierdurch sind sie in „rauen“ Umgebungen bzw. in Umgebungen mit beschränktem Zugang zu den Geräten hilfreich. Zu diesen Bereichen gehören Anwendungen in der Raumfahrt sowie Trägheitsmesssysteme für See- 슬롯 머신 규칙 Unterwasserfahrzeuge 슬롯 머신 규칙 -ausrüstungen.

IFOGs werden aufgr슬롯 머신 규칙 ihrer hohen Empfindlichkeit 슬롯 머신 규칙 Genauigkeit auch häufig zur Stabilisierung stationärer Strukturen verwendet. Beispielsweise können IFOGs die Rotationsbewegung einer Struktur wie einer Brücke, eines Gebäudes oder einer Antennenplattform messen 슬롯 머신 규칙 die Daten an ein Steuersystem zurückgeben, das jede Bewegung kompensiert. Dies kann dazu beitragen, die Stabilität der Struktur aufrechtzuerhalten, insbesondere bei starkem Wind oder seismischen Bedingungen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass IFOGs eine hochpräzise 슬롯 머신 규칙 genaue Art von Rotationssensoren für ein breites Anwendungsspektrum sind. Sie sind immun gegen elektromagnetische Störungen, relativ immun gegen Vibrationen, besitzen eine lange Lebensdauer bei geringem Wartungsaufwand 슬롯 머신 규칙 sind relativ klein 슬롯 머신 규칙 leicht. Dadurch eignen sie sich ideal für den Einsatz in Navigations-, Führungs- 슬롯 머신 규칙 Steuerungssystemen für Flugzeuge, Schiffe 슬롯 머신 규칙 bodengeb슬롯 머신 규칙ene Fahrzeuge. Darüber hinaus bieten sie hilfreiche Einsatzmöglichkeiten in der industriellen Automatisierung 슬롯 머신 규칙 Robotik.