霧の原理と分類

霧の原理と分類

（１）原則

霧の原理は、物理学ではサニャック効果と呼ばれています。閉じた光路では、同じ光源からの2つの光線が同じ検出点に収束すると干渉します。閉じた光路が慣性空間に対して回転している場合、正方向と負方向に伝搬する光線は光路差を生じ、その差は上側の回転角の速度に比例します。回転角の速度は、光電検出器で測定された位相差を用いて計算されます。

式から、ファイバーの長さが長くなるほど、光の移動半径が大きくなり、光の波長が短くなることがわかります。干渉効果がより顕著になります。したがって、霧の量が多いほど、精度が高くなります。サニャック効果は本質的に相対論的効果であり、水分設計において非常に重要です。
フォグの原理は、光電管から光線が発射され、カプラー（片端が3つの絞りを通る）を通過するというものです。2つの光線はリング内を異なる方向から通過し、円周を一周してコヒーレントな重ね合わせが行われます。戻ってきた光はLEDに戻り、LEDを通して光強度が検出されます。フォグの原理は単純に見えますが、最も重要なのは、2つの光線の光路に影響を与える要因をいかに排除するか、つまりフォグを実現する上で根本的な問題となる点です。

光ファイバージャイロスコープの原理

（２）分類

動作原理に基づき、光ファイバージャイロスコープは、干渉型光ファイバージャイロスコープ（I-FOG）、共振型光ファイバージャイロスコープ（R-FOG）、誘導ブリルアン散乱型光ファイバージャイロスコープ（B-FOG）に分類できます。現在、最も成熟した光ファイバージャイロスコープは、広く使用されている干渉型光ファイバージャイロスコープ（第一世代光ファイバージャイロスコープ）です。これは、多巻ファイバーコイルを使用してサニャック効果を高めます。一方、多巻シングルモードファイバーコイルで構成されたダブルビームリング干渉計は高精度を実現できますが、全体の構造がより複雑になります。
ループの種類に応じて、FOGはオープンループFOGとクローズドループFOGに分類できます。オープンループ光ファイバージャイロスコープ（Ogg）は、構造がシンプルで、価格が安く、信頼性が高く、消費電力が低いという利点があります。一方、Oggの欠点は、入出力の直線性が低く、ダイナミックレンジが小さいことです。そのため、主に角度センサーとして使用されます。オープンループIFOGの基本構造は、リングダブルビーム干渉計です。したがって、主に低精度で小型の用途で使用されます。
霧のパフォーマンス指標
霧は主に角速度の測定に用いられるが、いかなる測定値も誤差となる。

（１）騒音

霧のノイズメカニズムは主に光学的または光電的な検出部に集中しており、これが水分の最小検出感度を決定します。光ファイバージャイロスコープ（FOG）では、角速度の出力白色ノイズを特徴付けるパラメータは、検出帯域幅のランダムウォーク係数です。白色ノイズのみの場合、ランダムウォーク係数の定義は、特定の帯域幅における測定されたバイアス安定性と検出帯域幅の平方根の比として簡略化できます。

他の種類のノイズやドリフトが存在する場合は、通常、アランの分散分析を用いて適切な方法でランダムウォーク係数を求めます。

（２）ゼロドリフト

霧を利用する際には角度計算が必要です。角度は角速度積分によって求められます。残念ながら、ドリフトは長時間経過すると蓄積され、誤差はどんどん大きくなっていきます。一般的に、高速応答が求められるアプリケーション（短期）では、ノイズがシステムに大きな影響を与えます。一方、ナビゲーションアプリケーション（長期）では、ゼロドリフトがシステムに大きな影響を与えます。

（３）スケールファクター（スケールファクター）

スケールファクター誤差が小さいほど、測定結果の精度は高くなります。

中国の「シリコンバレー」と呼ばれる北京中関村に位置する北京ロフェア光電子有限公司は、国内外の研究機関、研究所、大学、企業などの科学研究員にサービスを提供するハイテク企業です。当社は主に光電子製品の独自研究開発、設計、製造、販売を行っており、科学研究者や産業エンジニアに革新的なソリューションと専門的でパーソナライズされたサービスを提供しています。長年の独自開発を経て、豊富で完成度の高い光電製品シリーズを確立し、都市、軍事、運輸、電力、金融、教育、医療など幅広い産業分野で活用されています。

皆様との協力関係を楽しみにしております！