גירוסקופ סיב אופטי
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
גירוסקופ סיב אופטי (FOG - Fiber Optic Gyro) הוא מכשיר מדידה המתבסס על סיב אופטי ומקור אור, ומשמש למדידת תנועה זוויתית של גוף במרחב.
בדומה לגירוסקופ המכני, גם הוא מסוגל לחוש תנועה זויתית אבל עקרון הפעולה שלו הוא - אור.
תוכן עניינים |
[עריכה] מרכיבי המכשיר
מרכיבי המכשיר הם תיבה אופטית המכילה סליל ארוך שעשוי מסיב אופטי. סליל זה מונח ב90 מעלות לציר החישה הנדרש של התנועה הזוויתית. לסליל זה מחובר בקצה האחד של הסיב מקור אור לייזר ובקצה השני אלמנט חישה אופטי (פוטו-דיודה) אשר מודדת צורת האות לאחר מעברה דרך הסליל + התנועה הזוויתית הנמדדת. לכאורה זה היה מספיק, אך לצורך אפשור גילוי ההבדלים הנוצרים באות הנוצר, הוכנסו למסלול האופטי זוג מפצלי אור ומקטב אור ביניהם הדואג לקיטב אחיד ומוגדר של קרן האור במהלך הפעולה. אלמנט נוסף שקיים לצורך הדגשת האפקט האופטי שנגרם בעקבות תנועה זוויתית הוא אפנן PZT אשר למעשה מאריך ומקצר את הדרך שעושה קרן האור, ובקצב הניתן לשליטה. את השליטה על הPZT גילוי וניתוח צורת האור, ושליטה על עוצמת קרן האור מבצע כרטיס אלקטרוני הצמוד לתיבה האופטית. שני האלמנטים יחד מהוים למעשה את המכשיר עצמו והם תלויים האחד בשני. (ראו ציור מבנה סביבון סיב אופטי אופיני בחוג פתוח)
[עריכה] עקרון פעולה
גירוסקופ FOG פועל על העקרון שמהירות האור הינה תמיד קבועה ולא ניתנת לשינוי ולפיכך אם ניקח סיב אופטי ונבנה ממנו סליל , אשר דרכו תעבור קרן אור- תגיע הקרן מקצה לקצה במהירות קבועה, אך אם נסובב את הסליל (תנועה שרוצים למדוד) - הינו לכאורה מצפים שמהירות ההגעה מקצה לקצה תגדל או תקטן בהתאמה , אך היות וזה בלתי אפשרי משתנה פרמטר הזמן בלבד במרכיב המהירות דרך הסיב (מהירות = דרך / זמן) או במילים אחרות - הפאזה.
תופעה זו הייתה ידועה שנים רבות אבל רק לאחרונה התאפשרו אמצעים טכנולוגים למדוד הפרשי פאזה אלה שמשמעותם מדידת קצב שינויי זויתי של הגוף שאליו מחובר ה-FOG
[עריכה] עבר הווה ועתיד
מכשיר זה נבנה בעקר לצורכי ניווט כלי רכב,כלי טייס וכלי שייט והוא האח הצעיר של המצפן הוותיק ושל הגירוסקופ המכני. הוא דוחק אט אט את אחיו המכני הוותיק ותופס את מקומו לאור יתרונותיו הרבים. אך כמו לכל דבר גם לו קיים יורש צעיר ומבטיח - גירו מסוג MEMS - גירוסקופ מיקרו מכני, שעדיין לא הגיע לבשלות ביצועים אך צפוי בעתיד לרשת את מקומו ואף לעבור אותו.
יתרונותיו של גירו FOG על גירו מכני הם:
- אין בו חלקים נעים כלל - דבר שמגדיל מאוד את האמינות של המכשיר
- משקלו קטן
- צריכת הספק נמוכה
- רגישות גבוהה לתדרים גבוהים (רוחב סרט)
- עמידות להלמים ושוקים מכניים
[עריכה] ישומים
- מכשיר הFOG מיועד למכשירי ניווט מדויקים
- למטרות יצוב מצלמות וקו ראייה
- לכול מיני יישומים של מדידת תנועה זויתית מדויקות
ערך זה הוא קצרמר בנושא מדעים. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.

