Fabricante de giroscópios de fibra óptica

Pontos-chave Produto: Giroscópios de Fibra Óptica (FOGs) Características: • Sensor de alta precisão para medir a velocidade angular • Baixa estabilidade de polarização (≤0,2 °/h), garantindo alta precisão de medição. • Baixo nível de caminhada aleatória (ARW) para saída estável ao longo do tempo (ex.: 0,001°/√h) • Precisão do fator de escala (ex.: 10 ppm) com desvio mínimo da rotação real • Sensível a alterações de temperatura, vibração e fonte de luz. Aplicações: • Aviação: Fornece dados precisos de posição, velocidade e atitude para aeronaves. • Navegação: Auxilia nos sistemas de orientação e posicionamento. • Pesquisa sísmica: Monitora o movimento rotacional durante estudos de terremotos. • Militar: Utilizado em sistemas de orientação de mísseis e bombas Vantagens: • Alta precisão e estabilidade • Baixo consumo de energia, fácil instalação e manutenção • Confiável em ambientes dinâmicos com mínima deriva e ruído • Versátil em diversas aplicações que exigem medição precisa da velocidade angular  Os giroscópios de fibra óptica (FOGs) são sensores de alta precisão usados ​​para medir a velocidade angular. Eles são amplamente utilizados em áreas como aviação, navegação e pesquisa sísmica devido à sua alta precisão, sensibilidade e excelente estabilidade. Seus principais indicadores de precisão, incluindo deriva de polarização zero, caminhada aleatória e erro de medição angular, são essenciais para avaliar seu desempenho.Explicação detalhada dos principais indicadores de precisão.O giroscópio de fibra óptica utiliza fibras ópticas como elementos sensores para obter medições precisas da velocidade angular de rotação. Seu desempenho em termos de precisão pode ser avaliado de forma abrangente por meio dos três indicadores a seguir: (1) Estabilidade do viés (taxa de deriva) Este indicador reflete a precisão de saída do giroscópio em estado não rotativo, geralmente medida por uma precisão de referência. A deriva de polarização zero do giroscópio de fibra óptica é extremamente baixa, geralmente não excedendo 0,2 °/h, garantindo alta precisão de medição. (2) Caminhada Aleatória (Caminhada Aleatória Angular, ARW) Este indicador mede a estabilidade do valor de saída do giroscópio ao longo de um período de tempo, normalmente medido em graus por raiz quadrada de hora (°/√h). Por exemplo, o FOG tem um ARW de 0,001°/√h. Isso significa que o ruído na saída do giroscópio se acumula a uma taxa de 0,001 graus por raiz quadrada do tempo de operação.(3) Precisão do fator de escala A precisão do fator de escala indica o quão bem a saída do giroscópio corresponde à velocidade angular real. Geralmente é expressa como um erro percentual. Por exemplo, o FOG tem uma precisão de fator de escala de 10 ppm (partes por milhão)**. Isso significa que, para cada grau por segundo (°/s) de rotação real, a saída do giroscópio pode desviar-se em até 0,001%. Análise dos fatores que afetam a precisãoA precisão dos giroscópios de fibra óptica é influenciada por diversos fatores externos:(1) Temperatura: Os componentes sensíveis dos giroscópios de fibra óptica são sensíveis a mudanças na temperatura ambiente, o que pode levar a desvios de polarização zero ou a erros maiores na medição do ângulo.(2) Vibração: As vibrações ambientais podem afetar negativamente a precisão dos giroscópios de fibra óptica, podendo levar a valores de saída instáveis.(3) Fonte de luz: Alterações em parâmetros como potência e comprimento de onda da fonte de luz também podem afetar o valor de saída do giroscópio de fibra óptica, afetando assim sua precisão.Exemplo de G-F3G70 fabricado pela Micro-MagicO grupo inercial giroscópico de fibra óptica G-F3G70 foi projetado para aplicações de média e alta precisão. Adota tecnologia comum de três eixos e design dividido, com baixo custo e desempenho estável. A estrutura adota óptica. Embalagem integrada de circuito e caminho, com estrutura simples e fácil instalação. Pode ser usado em sistemas de orientação de navegação. Sistemas de medição e controle de atitude de pequenos mísseis e bombas guiadas.Principal índice de desempenho do giroscópio de fibra óptica G-F3G70-AG-F3G70-BG-F3G70-CUnidadeestabilidade de polarização zero≤0,050 (10s)≤0,03 (10s)≤0,02 (10s)(°)/hEstabilidade de polarização zero em temperatura total (1℃/min, 100s)≤0,15≤0,12≤0,10(°)/hRepetibilidade de viés zero≤0,050≤0,03≤0,03(°)/hCoeficiente de caminhada aleatória≤0,002≤0,002≤0,001(º)/h1/2não linearidade do fator de escala≤20ppmAssimetria do fator de escala≤20ppmrepetibilidade do fator de escala≤20ppmConclusãoGraças à sua alta precisão, os giroscópios de fibra óptica têm sido amplamente utilizados em áreas como aviação, navegação e pesquisa sísmica. Por exemplo, em aeronaves, os giroscópios de fibra óptica podem determinar com precisão a posição, a velocidade e a atitude da aeronave, garantindo uma direção de voo estável e precisa. Em resumo, como um dispositivo de medição de alta precisão, o desempenho do giroscópio de fibra óptica é afetado por diversos fatores, mas ainda demonstra grande potencial e valor em vários campos de aplicação.   G-F3G70Giroscópios de fibra óptica com faixa dinâmica de 400 graus/s a preços acessíveis, fornecedor líder na China.  

Explore métodos de teste abrangentes para indicadores-chave de giroscópios de fibra óptica, incluindo estabilidade de polarização zero, não linearidade do fator de escala e coeficiente de caminhada aleatória (RWC). Aprenda procedimentos passo a passo, fórmulas e requisitos de equipamentos para aplicações de navegação de precisão e controle de atitude.O giroscópio de fibra óptica baseia-se no efeito Sagna e é amplamente utilizado para medir a velocidade angular em sistemas de navegação e controle de atitude. Os principais indicadores incluem estabilidade de viés zero, fator de escala, caminhada aleatória, largura de banda, ruído, características de temperatura, entre outros. Ao medir esses indicadores, o desempenho dos giroscópios de fibra óptica pode ser avaliado de forma abrangente, e o projeto do sistema e os algoritmos de compensação podem ser otimizados com base nesses dados. 1.Teste de série com viés zero1.1ViésDefinição: A velocidade angular equivalente média de saída de um giroscópio de fibra óptica quando não há entrada de velocidade angular.Equipamento de teste: dispositivo de referência horizontal, dispositivo de registro de medição da saída do giroscópio de fibra óptica.Método de teste: Fixe o giroscópio de fibra óptica em uma referência horizontal, com o eixo de entrada (IRA) apontando na direção leste-oeste. Registre os dados de saída por pelo menos 1 hora após a inicialização, com uma frequência de amostragem que atenda ao critério de Nyquist (≥ 2 vezes a frequência mais alta do sinal).Fórmula de cálculo:              Onde K é o fator de escala, é o valor médio de saída. 1.2Estabilidade do viésDefinição: O grau de dispersão da saída com viés zero em torno da média reflete a estabilidade a curto prazo.Método de teste: O mesmo que o teste de viés, mas requer registro de dados a longo prazo (pelo menos 1 hora).Fórmula de cálculo:         onde:Estabilidade de polarização zero, medida em graus por hora (°/h)Saída de amplitude unilateral do giroscópio de fibra ópticanaquele momento . 1.3Repetibilidade do viésDefinição: Realizar múltiplos testes de potência para garantir a consistência do viés zero.Método de teste: Repita o teste de polarização zero mais de 6 vezes, desligando a alimentação e deixando o aparelho esfriar até a temperatura ambiente em intervalos entre cada teste.Fórmula de cálculo:Para cada dado de teste, processe-o de acordo com a fórmula (1), calcule o viés zero e, em seguida, calcule a repetibilidade do viés zero dos testes Q de acordo com a seguinte fórmula.          Onde,: Viés zero do i-ésimo teste; Viés zero 1.4Sensibilidade à temperatura de polarizaçãoDefinição: Desvio de polarização zero causado por mudanças de temperatura.Método de teste: Defina diferentes pontos de temperatura (abrangendo a faixa de temperatura de trabalho) dentro da caixa de controle de temperatura e mantenha uma temperatura constante por 30 minutos em cada ponto. Meça o desvio de zero em cada ponto de temperatura e calcule o desvio em relação ao desvio de zero da temperatura ambiente.Fórmula de cálculo:Os dados de teste são processados ​​de acordo com a fórmula (1), e o viés zero do giroscópio de fibra óptica à temperatura ambiente e em cada ponto de temperatura de teste é calculado separadamente. A sensibilidade à temperatura do viés zero do giroscópio de fibra óptica é calculada de acordo com a seguinte fórmula:                            A i-ésima temperatura de teste.temperatura ambiente 2.Teste de séries de fatores de escala2.1Fator de escalaDefinição: Relação linear proporcional entre o sinal de saída e a velocidade angular de entrada.Equipamento de teste: plataforma giratória de alta precisão (erro)

Pontos-chaveProduto: Giroscópio de Fibra Óptica (FOG)Principais características:Componentes: Sensor de estado sólido que utiliza fibra óptica para medições inerciais precisas.Função: Utiliza o efeito SAGNAC para uma detecção precisa da taxa angular sem partes móveis.Aplicações: Adequado para IMUs, INS, buscadores de mísseis, UAVs e robótica.Fusão de Dados: Combina dados FOG com referências externas para aumentar a precisão e a estabilidade.Conclusão: Os FOGs (giratórios de fibra óptica) proporcionam alta precisão e confiabilidade em tarefas de navegação, com desenvolvimentos futuros promissores em diversos setores.Assim como o giroscópio a laser de anel, o giroscópio de fibra óptica apresenta as vantagens de não possuir partes móveis mecânicas, não necessitar de pré-aquecimento, ser insensível à aceleração, ter ampla faixa dinâmica, saída digital e tamanho reduzido. Além disso, o giroscópio de fibra óptica também supera as principais desvantagens do giroscópio a laser de anel, como o alto custo e o fenômeno de bloqueio.O giroscópio de fibra óptica é um tipo de sensor de fibra óptica usado na navegação inercial.Por não possuir partes móveis – um rotor de alta velocidade, denominado giroscópio de estado sólido – este novo giroscópio totalmente sólido se tornará o produto líder no futuro e apresenta um amplo leque de perspectivas de desenvolvimento e aplicação.1. Classificação de giroscópios de fibra ópticaDe acordo com o princípio de funcionamento, o giroscópio de fibra óptica pode ser dividido em giroscópio de fibra óptica interferométrico (I-FOG), giroscópio de fibra óptica ressonante (R-FOG) e giroscópio de fibra óptica com espalhamento Brillouin estimulado (B-FOG). Atualmente, o giroscópio de fibra óptica mais consolidado é o giroscópio de fibra óptica interferométrico (ou seja, a primeira geração de giroscópios de fibra óptica), que é o mais amplamente utilizado. Ele utiliza bobinas de fibra óptica com múltiplas espiras para intensificar o efeito SAGNAC. Um interferômetro de anel de feixe duplo, composto por bobinas de fibra óptica monomodo com múltiplas espiras, pode proporcionar alta precisão, mas também inevitavelmente tornará a estrutura geral mais complexa.Os giroscópios de fibra óptica são divididos em giroscópios de fibra óptica de anel aberto e giroscópios de fibra óptica de circuito fechado, de acordo com o tipo de circuito. O giroscópio de fibra óptica de circuito aberto, sem realimentação, detecta diretamente a saída óptica, dispensando muitas estruturas ópticas e de circuito complexas. Apresenta como vantagens a estrutura simples, o baixo custo, a alta confiabilidade e o baixo consumo de energia. A desvantagem reside na baixa linearidade de entrada-saída e na pequena faixa dinâmica, sendo utilizado principalmente como sensor de ângulo. A estrutura básica de um giroscópio de fibra óptica interferométrico de circuito aberto é um interferômetro de anel de feixe duplo. É utilizado principalmente em aplicações onde a precisão não é um requisito e o volume é reduzido.2. Situação atual e futuro do giroscópio de fibra ópticaCom o rápido desenvolvimento do giroscópio de fibra óptica, muitas grandes empresas, especialmente as de equipamentos militares, investiram enormes recursos financeiros em seu estudo. As principais empresas de pesquisa dos Estados Unidos, Japão, Alemanha, França, Itália e Rússia já concluíram a industrialização de giroscópios de baixa e média precisão, e os Estados Unidos mantêm a liderança nessa área de pesquisa.O desenvolvimento de giroscópios de fibra óptica ainda se encontra em um nível relativamente atrasado em nosso país. De acordo com o nível de desenvolvimento, o desenvolvimento de giroscópios é dividido em três escalões: o primeiro escalão é composto pelos Estados Unidos, Reino Unido e França, que possuem todas as capacidades de pesquisa e desenvolvimento em giroscópios e navegação inercial; o segundo escalão é composto principalmente pelo Japão, Alemanha e Rússia; a China está atualmente no terceiro escalão. A pesquisa de giroscópios de fibra óptica na China começou relativamente tarde, mas com os esforços da maioria dos pesquisadores científicos, a diferença entre nós e os países desenvolvidos vem diminuindo gradualmente.Atualmente, a cadeia produtiva de giroscópios de fibra óptica na China está completa, com fabricantes presentes em todos os níveis da cadeia. A precisão dos giroscópios de fibra óptica atingiu os requisitos de sistemas de navegação inercial de média e baixa precisão. Embora o desempenho ainda seja relativamente inferior, não representa um gargalo como ocorre com os chips.O desenvolvimento futuro do giroscópio de fibra óptica se concentrará nos seguintes aspectos:(1) Alta precisão. Maior precisão é um requisito inevitável para que o giroscópio de fibra óptica substitua o giroscópio a laser na navegação avançada. Atualmente, a tecnologia de giroscópio de fibra óptica de alta precisão não está totalmente madura.(2) Alta estabilidade e anti-interferência. A alta estabilidade a longo prazo também é uma das direções de desenvolvimento do giroscópio de fibra óptica, que pode manter a precisão de navegação por um longo período em ambientes adversos, sendo este um requisito do sistema de navegação inercial para giroscópios. Por exemplo, em casos de alta temperatura, terremotos fortes, campos magnéticos intensos, etc., o giroscópio de fibra óptica também deve ter precisão suficiente para atender aos requisitos dos usuários.(3) Diversificação de produtos. É necessário desenvolver produtos com diferentes níveis de precisão e para diferentes necessidades. Diferentes usuários têm diferentes requisitos de precisão de navegação, e a estrutura do giroscópio de fibra óptica é simples, sendo necessário ajustar apenas o comprimento e o diâmetro da bobina para alterar a precisão. Nesse aspecto, ele supera os giroscópios mecânicos e a laser, e seus diferentes níveis de precisão são mais fáceis de serem obtidos, o que é um requisito inevitável para a aplicação prática do giroscópio de fibra óptica.(4) Escala de produção. A redução de custos também é uma das pré-condições para que o giroscópio de fibra óptica seja aceito pelos usuários. A escala de produção de vários componentes pode promover efetivamente a redução dos custos de produção, especialmente para giroscópios de fibra óptica de média e baixa precisão.3. ResumoA estabilidade de polarização zero do giroscópio de fibra óptica F50 é de 0,1 a 0,3º/h, e a do F60 é de 0,05 a 0,2º/h. Seus campos de aplicação são basicamente os mesmos, podendo ser utilizados em IMUs de pequeno porte, INS, rastreamento servo de buscadores de mísseis, pods fotoelétricos, UAVs e outras aplicações. Para mais informações técnicas, entre em contato conosco.GF50Giroscópio de fibra óptica de padrão militar de precisão média e eixo único GF60Giroscópio de fibra óptica de eixo único, giroscópio de fibra óptica de baixa potência, taxa angular IMU para navegação. 

Pontos-chaveProduto: Giroscópio de fibra óptica baseado em chip óptico integradoPrincipais características:Componentes: Utiliza um chip óptico integrado que combina funções como luminescência, divisão de feixe, modulação e detecção em uma plataforma de filme fino de niobato de lítio (LNOI).Função: Permite a integração "multifuncional" de funções não sensíveis do caminho óptico, reduzindo o tamanho e os custos de produção, ao mesmo tempo que melhora a modulação de polarização e fase para um desempenho preciso do giroscópio.Aplicações: Adequado para posicionamento, navegação, controle de atitude e medição da inclinação de poços de petróleo.Otimização: Melhorias adicionais na taxa de extinção de polarização, na potência de emissão e na eficiência de acoplamento podem aumentar a estabilidade e a precisão.Conclusão: Este projeto integrado abre caminho para giroscópios de fibra óptica miniaturizados e de baixo custo, atendendo à crescente demanda por soluções de navegação inercial compactas e confiáveis.Com as vantagens de ser totalmente de estado sólido, de alto desempenho e de design flexível, o giroscópio de fibra óptica tornou-se o giroscópio inercial dominante, sendo amplamente utilizado em diversas áreas, como posicionamento e navegação, controle de atitude e medição da inclinação de poços de petróleo. Nesse novo cenário, a nova geração de sistemas de navegação inercial está se desenvolvendo em direção à miniaturização e à redução de custos, o que impõe exigências cada vez maiores ao desempenho abrangente do giroscópio, como volume, precisão e custo. Nos últimos anos, os giroscópios de ressonador hemisférico e os giroscópios MEMS têm se desenvolvido rapidamente, com a vantagem do tamanho reduzido, o que impacta o mercado de giroscópios de fibra óptica. O principal desafio da redução do volume dos giroscópios ópticos tradicionais é a redução do volume do caminho óptico. No esquema tradicional, o caminho óptico do giroscópio de fibra óptica é composto por diversos dispositivos ópticos discretos, cada um implementado com base em princípios e processos diferentes e com encapsulamento e cabo independentes. Consequentemente, o volume do dispositivo, segundo o estado da técnica anterior, está próximo do limite de redução, sendo difícil suportar uma redução adicional do volume do giroscópio de fibra óptica. Portanto, é urgente explorar novas soluções técnicas para realizar a integração eficaz das diferentes funções do caminho óptico, reduzir significativamente o volume do caminho óptico do giroscópio, melhorar a compatibilidade do processo e reduzir o custo de produção do dispositivo.Com o desenvolvimento da tecnologia de circuitos integrados semicondutores, a tecnologia óptica integrada alcançou avanços significativos, reduzindo continuamente as dimensões dos componentes e atingindo os níveis micro e nano. Isso impulsionou consideravelmente o desenvolvimento tecnológico de chips ópticos integrados, que já são aplicados em comunicação óptica, computação óptica, sensoriamento óptico e outras áreas. A tecnologia óptica integrada oferece uma solução técnica inovadora e promissora para a miniaturização e redução de custos de caminhos ópticos giroscópicos em fibras ópticas.1. Projeto de esquema de chip óptico integrado1.1 Projeto GeralA fonte de luz tradicional de roteamento óptico (SLD ou ASE), o acoplador de fibra cônica (doravante denominado "acoplador"), o modulador de fase de guia de onda em Y (doravante denominado "modulador de guia de onda em Y"), o detector e o anel sensível (anel de fibra) são componentes essenciais. Dentre eles, o anel sensível é a unidade central para a medição da taxa de ângulo de sensibilidade, e seu tamanho afeta diretamente a precisão do giroscópio.Propomos um chip integrado híbrido, composto por um componente de fonte de luz, um componente multifuncional e um componente de detecção, integrados por meio de integração híbrida. O componente de fonte de luz é independente e composto por um chip SLD, um componente de colimação e isolamento, e componentes periféricos como dissipador de calor e resfriador de semicondutores. O módulo de detecção consiste em um chip de detecção e um chip amplificador de transresistência. O módulo multifuncional é o corpo principal do chip integrado híbrido, implementado com base em um chip de filme fino de niobato de lítio (LNOI), e inclui principalmente guia de onda óptico, conversão de modo-ponto, polarizador, divisor de feixe, atenuador de modo, modulador e outras estruturas integradas. O feixe emitido pelo chip SLD é transmitido para o guia de onda LNOI após isolamento e colimação.O polarizador deflete a luz incidente, e o atenuador de modo atenua o modo não funcional. Após o divisor de feixe dividir o feixe e o modulador modular a fase, o sinal de saída entra no anel sensível e no circuito de sensibilidade angular. A intensidade da luz é capturada pelo chip detector, e o sinal fotoelétrico gerado flui através do chip amplificador de transresistência até o circuito de demodulação.O chip óptico híbrido integrado possui funções de luminescência, divisão de feixe, combinação de feixes, deflexão, modulação, detecção, etc. Ele realiza a integração "multi-em-um" de funções não sensíveis do caminho óptico do giroscópio. Os giroscópios de fibra óptica dependem da taxa de variação angular sensível do feixe coerente com alto grau de polarização, e o desempenho da polarização afeta diretamente a precisão dos giroscópios. O modulador de guia de onda Y tradicional é um dispositivo integrado que possui funções de deflexão, divisão de feixe, combinação de feixes e modulação. Graças a métodos de modificação de materiais, como troca de prótons ou difusão de titânio, os moduladores de guia de onda Y possuem uma capacidade de deflexão extremamente alta. No entanto, materiais de filme fino exigem que se levem em consideração os requisitos de tamanho, integração e capacidade de deflexão, que não podem ser atendidos por métodos de modificação de materiais. Por outro lado, o campo modal de um guia de onda óptico de filme fino é muito menor do que o de um guia de onda óptico de material maciço, resultando em alterações na distribuição do campo eletrostático e nos parâmetros do índice de refração eletromagnético, o que exige a reformulação da estrutura dos eletrodos. Portanto, o polarizador e o modulador são os principais pontos de projeto do chip "tudo-em-um".1.2 Projeto EspecíficoAs características de polarização são obtidas por meio de polarização estrutural, e um polarizador integrado é projetado, o qual consiste em um guia de onda curvo e um guia de onda reto.Concordo. O guia de ondas curvo pode limitar a diferença entre o modo de transmissão e o modo sem transmissão, e alcançar o efeito de polarização de modo. A perda de transmissão do modo de transmissão é reduzida definindo-se o deslocamento.As características de transmissão de um guia de ondas óptico é afetada principalmente por perdas por espalhamento, vazamento de modo, perdas por radiação e perdas por incompatibilidade de modos. Teoricamente, as perdas por espalhamento e o vazamento de modo em guias de ondas com curvaturas pequenas são reduzidos, sendo limitados principalmente pelo processo tardio. No entanto, as perdas por radiação em guias de ondas curvas são inerentes e têm efeitos diferentes em diferentes modos. As características de transmissão do guia de ondas curvo são afetadas principalmente pelas perdas por incompatibilidade de modos, e há sobreposição de modos na junção entre o guia de ondas reto e o guia de ondas curvo, resultando em um aumento acentuado no espalhamento de modos. Quando a onda de luz é transmitida para o guia de ondas polarizado, devido à curvatura, o índice de refração efetivo do modo de onda é diferente nas direções vertical e paralela, e a restrição do modo também é diferente, o que resulta em diferentes efeitos de atenuação para os modos TE e TM.Portanto, é necessário projetar os parâmetros da guia de onda curva para alcançar o desempenho de deflexão desejado. Dentre eles, o raio de curvatura é o parâmetro chave da guia de onda curva. A perda de transmissão sob diferentes raios de curvatura e a comparação da perda entre diferentes modos são calculadas pelo solucionador de autovalores FDTD. Os resultados calculados mostram que a perda da guia de onda diminui com o aumento do raio para pequenos raios de curvatura. Com base nisso, a relação entre a propriedade de polarização (razão entre o modo TE e o modo TM) e o raio de curvatura é calculada, e a propriedade de polarização é inversamente proporcional ao raio de curvatura. A determinação do raio de curvatura do polarizador integrado deve considerar o cálculo teórico, os resultados da simulação, a capacidade tecnológica e a demanda real.O método das diferenças finitas no domínio do tempo (FDTD) é utilizado para simular o campo de luz transmitida do polarizador integrado. O modo TE pode atravessar a estrutura do guia de ondas com baixa perda, enquanto o modo TM pode produzir atenuação significativa, resultando em luz polarizada com alta taxa de extinção. Ao aumentar o número de guias de ondas em cascata, a taxa de extinção da polarização pode ser ainda mais aprimorada, atingindo um desempenho superior a -35 dB na escala micrométrica. Além disso, a estrutura do guia de ondas integrado é simples, facilitando a fabricação de baixo custo do dispositivo.2. Verificação do desempenho do chip óptico integradoO chip principal LNOI do chip óptico integrado é uma amostra não fatiada gravada com múltiplas estruturas de chip, e o tamanho de um único chip principal LNOI é de 11 mm × 3 mm. O teste de desempenho do chip óptico integrado inclui principalmente a medição da relação espectral, da taxa de extinção de polarização e da tensão de meia onda.Com base no chip óptico integrado, foi construído um protótipo de giroscópio e realizado o teste de desempenho do chip óptico integrado. Desempenho estático de polarização zero de um protótipo de giroscópio baseado em chip óptico integrado em uma base sem isolamento de vibração à temperatura ambiente.O giroscópio integrado ao chip óptico apresenta uma deriva prolongada no segmento de inicialização, causada principalmente pela característica de inicialização da fonte de luz e pela grande perda no enlace óptico. No teste de 90 minutos, a estabilidade de polarização zero do giroscópio foi de 0,17°/h (10 s). Comparado com giroscópios baseados em dispositivos discretos tradicionais, o índice de estabilidade de polarização zero deteriora em uma ordem de magnitude, indicando que o chip óptico integrado precisa ser otimizado. As principais direções de otimização são: melhorar a taxa de extinção de polarização do chip, melhorar a potência luminosa do chip emissor de luz, melhorar a eficiência de acoplamento final do chip e reduzir a perda total do chip integrado.3 ResumoPropomos um chip óptico integrado baseado em LNOI (nanoestrutura de fibra óptica), capaz de integrar funções não sensíveis como luminescência, divisão e combinação de feixes, deflexão, modulação e detecção. A estabilidade de polarização zero do protótipo de giroscópio baseado no chip óptico integrado é de 0,17°/h. Comparado aos dispositivos discretos tradicionais, o desempenho do chip ainda apresenta algumas limitações, necessitando de otimização e aprimoramento. Exploramos preliminarmente a viabilidade da integração completa das funções do caminho óptico, exceto o anel, o que pode maximizar o valor de aplicação do chip óptico integrado em giroscópios e atender às necessidades de miniaturização e baixo custo dos giroscópios de fibra óptica.GF50Giroscópio de fibra óptica de padrão militar de precisão média e eixo único GF60Giroscópio de fibra óptica de eixo único, giroscópio de fibra óptica de baixa potência, taxa angular IMU para navegação. 

Pontos-chaveProduto: Sistema de detecção de deformação baseado em giroscópio de fibra ópticaPrincipais características:Componentes: Incorpora giroscópios de fibra óptica de alta precisão para medição da velocidade angular e cálculo da trajetória.Função: Combina dados giroscópicos com medições de distância para detectar deformações estruturais com alta precisão.Aplicações: Adequado para engenharia civil, monitoramento da integridade estrutural e análise de deformações em pontes, edifícios e outras infraestruturas.Desempenho: Obtém uma precisão de detecção de deformação melhor que 10 μm a uma velocidade de operação de 2 m/s usando giroscópios de média precisão.Vantagens: Design compacto, leve, baixo consumo de energia e operação intuitiva para facilitar a instalação.Conclusão:Este sistema proporciona medições de deformação precisas e confiáveis, oferecendo soluções valiosas para necessidades de engenharia e análise estrutural.1. Método de detecção de deformação de estruturas de engenharia baseado em giroscópio de fibra ópticaO princípio do método de detecção de deformação de estruturas de engenharia baseado em giroscópio de fibra óptica consiste em fixar o giroscópio de fibra óptica ao dispositivo de detecção, medir a velocidade angular do sistema de detecção enquanto este se desloca sobre a superfície da estrutura em questão, medir a distância de operação do dispositivo de detecção e calcular a trajetória de operação do dispositivo para realizar a detecção da deformação da estrutura. Este método é denominado método da trajetória neste artigo. Ele pode ser descrito como uma “navegação plana bidimensional”, ou seja, a posição do dispositivo é determinada na vertical da superfície da estrutura em questão, e a trajetória do dispositivo ao longo da superfície da estrutura em questão é finalmente obtida.De acordo com o princípio do método de trajetória, suas principais fontes de erro incluem erro de referência, erro de medição de distância e erro de medição de ângulo. O erro de referência refere-se ao erro de medição do ângulo de inclinação inicial θ0, o erro de medição de distância refere-se ao erro de medição de ΔLi e o erro de medição de ângulo refere-se ao erro de medição de Δθi, sendo este último causado principalmente pelo erro de medição da velocidade angular do giroscópio de fibra óptica. Este artigo não considera a influência do erro de referência e do erro de medição de distância no erro de detecção de deformação, analisando apenas o erro de detecção de deformação causado pelo erro do giroscópio de fibra óptica.2. Análise da precisão da detecção de deformações com base em giroscópio de fibra óptica2.1 Modelagem de erros do giroscópio de fibra óptica em aplicações de detecção de deformaçãoO giroscópio de fibra óptica é um sensor para medir a velocidade angular baseado no efeito Sagnac. Após a luz emitida pela fonte luminosa passar pelo guia de ondas em Y, dois feixes de luz que giram em direções opostas são formados no anel de fibra. Quando o portador gira em relação ao espaço inercial, há uma diferença de percurso óptico entre os dois feixes de luz, e o sinal de interferência óptica relacionado à velocidade angular de rotação pode ser detectado na extremidade do detector, permitindo medir a velocidade diagonal.A expressão matemática do sinal de saída do giroscópio de fibra óptica é: F = Kω + B0 + V, onde F é a saída do giroscópio, K é o fator de escala e ω é a rotação do giroscópio.A entrada de velocidade angular no eixo sensível, B0 é o viés zero giroscópico, υ é o termo de erro integrado, incluindo ruído branco e componentes de variação lenta causados ​​por vários ruídos com longo tempo de correlação; υ também pode ser considerado como o erro de viés zero.As fontes de erro de medição do giroscópio de fibra óptica incluem o erro de fator de escala e o erro de desvio zero. Atualmente, o erro de fator de escala do giroscópio de fibra óptica aplicado em engenharia é de 10⁻⁵ a 10⁻⁶. Na aplicação de detecção de deformação, a entrada de velocidade angular é pequena e o erro de medição causado pelo erro de fator de escala é muito menor do que o causado pelo erro de desvio zero, podendo ser ignorado. A componente CC do erro de polarização zero é caracterizada pela repetibilidade de polarização zero (Br), que é o desvio padrão do valor de polarização zero em múltiplos testes. A componente CA é caracterizada pela estabilidade de polarização zero (Bs), que é o desvio padrão do valor de saída do giroscópio em relação à sua média em um teste, e seu valor está relacionado ao tempo de amostragem do giroscópio.2.2 Cálculo do erro de deformação com base no giroscópio de fibra ópticaTomando como exemplo o modelo de viga apoiada simples, calcula-se o erro de detecção de deformação e estabelece-se o modelo teórico de deformação estrutural. Com base nisso, define-se o parâmetro de detecção.Com base na velocidade de operação e no tempo de amostragem do sistema, é possível obter a velocidade angular teórica do giroscópio de fibra óptica. Em seguida, o erro de medição da velocidade angular do giroscópio de fibra óptica pode ser simulado de acordo com o modelo de erro de desvio zero do giroscópio de fibra óptica estabelecido anteriormente.2.3 Exemplo de cálculo de simulaçãoA configuração de simulação da velocidade de deslocamento e do tempo de amostragem adota um modo de variação de intervalo, ou seja, o ΔLi percorrido em cada tempo de amostragem é fixo, e o tempo de amostragem do mesmo segmento de linha é alterado pela variação da velocidade de deslocamento. Por exemplo, quando o ΔLi é 1 mm, digamos que a velocidade de deslocamento seja 2 m/s, o tempo de amostragem é 0,5 ms. Se a velocidade de operação for 0,1 m/s, o tempo de amostragem é 10 ms.3. Relação entre o desempenho do giroscópio de fibra óptica e o erro de medição de deformaçãoPrimeiramente, analisa-se o efeito do erro de repetibilidade do viés zero. Quando não há erro de estabilidade do viés zero, o erro de medição da velocidade angular causado pelo erro de viés zero é fixo; por exemplo, quanto maior a velocidade de movimento, menor o tempo total de medição, menor o impacto do erro de viés zero e menor o erro de medição da deformação. Quando a velocidade de operação é alta, o erro de estabilidade do viés zero é o principal fator causador do erro de medição do sistema. Quando a velocidade de operação é baixa, o erro de repetibilidade do viés zero torna-se a principal fonte do erro de medição do sistema.Utilizando um índice giroscópico de fibra óptica de média precisão típico, ou seja, estabilidade de polarização zero de 0,5 °/h com tempo de amostragem de 1 s e repetibilidade zero de 0,05 °/h, comparou-se os erros de medição do sistema nas velocidades de operação de 2 m/s, 1 m/s, 0,2 m/s, 0,1 m/s, 0,02 m/s, 0,01 m/s, 0,002 m/s e 0,001 m/s. A 2 m/s, o erro de medição foi de 8,514 μm (RMS); a 0,2 m/s, o erro foi de 34,089 μm (RMS); e a 0,002 m/s, o erro foi de 2246,222 μm (RMS). Como se pode observar nos resultados da comparação, quanto maior a velocidade de operação, menor o erro de medição. Considerando a facilidade de operação em engenharia, a velocidade de deslocamento de 2 m/s pode alcançar uma precisão de medição melhor que 10 μm.4 ResumoCom base na análise de simulação da medição da deformação de estruturas de engenharia utilizando giroscópios de fibra óptica, foi estabelecido o modelo de erro do giroscópio e obtida a relação entre o erro de medição da deformação e o desempenho do giroscópio, utilizando como exemplo o modelo de viga apoiada simples. Os resultados da simulação mostram que quanto mais rápido o sistema opera, ou seja, quanto menor o tempo de amostragem do giroscópio de fibra óptica, maior a precisão da medição da deformação, mantendo-se constante o número de amostras e garantindo a precisão da detecção de distância. Com um índice típico de giroscópio de fibra óptica de média precisão e uma velocidade de operação de 2 m/s, foi possível alcançar uma precisão de medição de deformação melhor que 10 μm.O giroscópio de fibra óptica GF-50 da Micro-Magic Inc. possui um diâmetro de φ50*36,5 mm e uma precisão de 0,1º/h. O GF-60, com precisão de 0,05º/h, pertence à categoria de giroscópios de fibra óptica de alta precisão. Nossa empresa produz giroscópios com tamanho reduzido, peso leve, baixo consumo de energia, inicialização rápida, operação simples e facilidade de uso, sendo amplamente utilizados em sistemas de navegação inercial (INS), unidades de medição inercial (IMU), sistemas de posicionamento, sistemas de localização do norte, estabilidade de plataformas e outras áreas. Se você estiver interessado em nossos giroscópios de fibra óptica, entre em contato conosco.GF50Giroscópio de fibra óptica de padrão militar de precisão média e eixo único GF60Giroscópio de fibra óptica de eixo único, giroscópio de fibra óptica de baixa potência, taxa angular IMU para navegação. 

Pontos-chaveProduto: Giroscópio de Fibra Óptica (FOG)Principais características:Componentes: Baseado em bobinas de fibra óptica, utilizando o efeito Sagnac para medições precisas de deslocamento angular.Função: Oferece alta sensibilidade e precisão, ideal para determinar a orientação de objetos em movimento.Aplicações: Amplamente utilizado no setor militar (ex.: orientação de mísseis, navegação de tanques) e em expansão para o setor civil (ex.: navegação automotiva, topografia).Fusão de Dados: Combina medições inerciais com microeletrônica avançada para maior precisão e estabilidade.Conclusão: O giroscópio de fibra óptica é fundamental para a navegação de alta precisão, com um potencial de crescimento promissor em diversas aplicações.mercado da indústria de giroscópios de fibra ópticaCom suas vantagens exclusivas, o giroscópio de fibra óptica apresenta um amplo potencial de desenvolvimento no campo da medição precisa de grandezas físicas. Portanto, explorar a influência dos dispositivos ópticos e do ambiente físico no desempenho dos giroscópios de fibra óptica, bem como suprimir o ruído de intensidade relativa, tornaram-se as tecnologias-chave para a obtenção de giroscópios de fibra óptica de alta precisão. Com o aprofundamento das pesquisas, o giroscópio de fibra integrado, com alta precisão e miniaturização, terá um desenvolvimento e aplicações significativos.O giroscópio de fibra óptica é um dos principais dispositivos na área de tecnologia inercial atualmente. Com o aprimoramento do nível técnico, a escala de aplicação do giroscópio de fibra óptica continuará a se expandir. Como componente central dos giroscópios de fibra óptica, a demanda de mercado também crescerá. Atualmente, os anéis de fibra óptica de alta qualidade da China ainda precisam ser importados e, diante da tendência geral de substituição por produtos nacionais, a competitividade central das empresas chinesas de anéis de fibra óptica e suas capacidades independentes de pesquisa e desenvolvimento ainda precisam ser aprimoradas.Atualmente, o anel de fibra óptica é usado principalmente na área militar, mas com a expansão da aplicação do giroscópio de fibra óptica para o setor civil, a proporção de uso do anel de fibra óptica na área civil aumentará ainda mais.De acordo com o "Relatório de Análise e Pesquisa de Mercado da Indústria de Giroscópios de Fibra Óptica da China 2022-2027":O giroscópio de fibra óptica é um elemento sensível baseado em uma bobina de fibra óptica, e a luz emitida pelo diodo laser se propaga ao longo da fibra óptica em duas direções. A diferença no caminho de propagação da luz determina o deslocamento angular do elemento sensível. O giroscópio de fibra óptica moderno é um instrumento capaz de determinar com precisão a orientação de objetos em movimento. É um instrumento de navegação inercial amplamente utilizado nas indústrias de aviação, navegação, aeroespacial e de defesa nacional. Seu desenvolvimento é de grande importância estratégica para a indústria, a defesa nacional e outros avanços tecnológicos de um país.O giroscópio de fibra óptica é um novo sensor de fibra óptica totalmente em estado sólido baseado no efeito Sagnac. De acordo com seu modo de operação, os giroscópios de fibra óptica podem ser divididos em giroscópios interferométricos de fibra óptica (I-FOG), giroscópios ressonantes de fibra óptica (R-FOG) e giroscópios de fibra óptica com espalhamento Brillouin estimulado (B-FOG). Em termos de precisão, os giroscópios de fibra óptica podem ser classificados em: nível tático básico, nível tático avançado, nível de navegação e nível de precisão. Os giroscópios de fibra óptica podem ser divididos em militares e civis de acordo com sua abertura. Atualmente, a maioria dos giroscópios de fibra óptica é utilizada em aplicações militares: atitude de caças e mísseis, navegação de tanques, medição de rumo de submarinos, veículos de combate de infantaria, entre outras. O uso civil se concentra principalmente em navegação automotiva e aeronáutica, levantamento topográfico de pontes, perfuração de petróleo e outras áreas.Dependendo da precisão do giroscópio de fibra óptica, suas aplicações variam de armamentos e equipamentos estratégicos a aplicações civis de uso comercial. Giroscópios de fibra óptica de média e alta precisão são utilizados principalmente em armamentos e equipamentos de ponta, como o setor aeroespacial, enquanto giroscópios de fibra óptica de baixo custo e baixa precisão são utilizados principalmente em exploração de petróleo, controle de atitude de aeronaves agrícolas, robótica e muitas outras áreas civis com baixos requisitos de precisão. Com o desenvolvimento de tecnologias avançadas de microeletrônica e optoeletrônica, como a integração fotoelétrica e o desenvolvimento de fibras ópticas especiais para giroscópios de fibra óptica, a miniaturização e a redução de custos desses dispositivos têm sido aceleradas.ResumoO giroscópio de fibra óptica da Micro-Magic Inc. é principalmente um giroscópio tático de média precisão. Comparado com outros fabricantes, apresenta baixo custo, longa vida útil e preço bastante competitivo, além de uma ampla gama de aplicações, incluindo os modelos GF50 e GF-60, que são muito populares. Para mais detalhes técnicos, clique na página de informações.GF50Giroscópio de fibra óptica de padrão militar de precisão média e eixo único GF60Giroscópio de fibra óptica de eixo único, giroscópio de fibra óptica de baixa potência, taxa angular IMU para navegação. 

Pontos-chave Produto: Giroscópio de Fibra Óptica GF70ZKPrincipais características:Componentes: Utiliza giroscópios de fibra óptica para medições inerciais de alta precisão.Função: Fornece inicialização rápida e dados de navegação confiáveis ​​para diversas aplicações.Aplicações: Adequado para sistemas de navegação inercial, estabilidade de plataformas e sistemas de posicionamento em veículos aeroespaciais e autônomos.Desempenho: Estabilidade de viés zero entre 0,01 e 0,02, otimizada para atender às necessidades de precisão e faixa de medição.Conclusão: O GF70ZK combina tamanho compacto e baixo consumo de energia, tornando-o uma escolha versátil para tarefas de navegação exigentes em diversos setores.1. O que é navegação inercial?Para entender o que é navegação inercial, primeiro precisamos dividir a expressão em duas partes: navegação + inércia.Em termos simples, a navegação resolve o problema de ir de um lugar para outro, indicando a direção, geralmente por meio de uma bússola.A inércia, originalmente derivada da mecânica newtoniana, refere-se à propriedade de um objeto que o faz manter seu estado de movimento. Ela tem a função de registrar as informações sobre o estado de movimento do objeto.Um exemplo simples é usado para ilustrar a navegação inercial. Uma criança e um amigo brincam na entrada de uma sala revestida de ladrilhos, caminhando sobre eles até o outro lado de acordo com certas regras. Um passo para a frente, três para a esquerda, cinco para a frente, dois para a direita… Cada passo corresponde ao comprimento de um ladrilho, e quem está fora da sala pode obter a trajetória completa do movimento desenhando o comprimento e o percurso correspondentes em um papel. Essa pessoa não precisa ver a sala para saber a posição, a velocidade, etc., da criança.O princípio básico da navegação inercial e de alguns outros tipos de navegação é basicamente o seguinte: conheça sua posição inicial, sua orientação inicial (atitude), a direção e o sentido do movimento a cada instante e avance um pouco. Some tudo isso (correspondendo à operação de integração matemática) e você obterá sua orientação, posição e outras informações.Então, como obter a orientação (atitude) e a posição atuais de um objeto em movimento? É preciso usar muitos sensores; na navegação inercial, utilizam-se instrumentos inerciais: acelerômetro e giroscópio.A navegação inercial utiliza giroscópio e acelerômetro para medir a velocidade angular e a aceleração do veículo no referencial inercial, integrando e calculando o tempo para obter a velocidade e a posição relativa, e transformando-as para o sistema de coordenadas de navegação, de modo que a posição atual do veículo possa ser obtida combinando-se as informações da posição inicial.A navegação inercial é um sistema de navegação interno de circuito fechado, sem entrada de dados externos para corrigir erros durante o movimento da embarcação. Portanto, um único sistema de navegação inercial só pode ser usado por curtos períodos de navegação. Para sistemas que operam por longos períodos, é necessário corrigir periodicamente os erros internos acumulados por meio de navegação por satélite.2. Giroscópios na navegação inercialA tecnologia de navegação inercial é amplamente utilizada em aeroespacial, navegação por satélite, drones e outros campos devido à sua alta capacidade de ocultação e autonomia completa na obtenção de informações de movimento. Especialmente em microdrones e direção autônoma, a tecnologia de navegação inercial pode fornecer informações precisas de direção e velocidade, desempenhando um papel insubstituível em condições complexas ou quando outros sinais auxiliares de navegação externos falham, permitindo que a navegação autônoma obtenha medições confiáveis ​​de atitude e posição no ambiente. Como um componente importante no sistema de navegação inercial, o giroscópio de fibra óptica desempenha um papel decisivo em sua capacidade de navegação. Atualmente, existem principalmente giroscópios de fibra óptica e giroscópios MEMS no mercado. Embora a precisão do giroscópio de fibra óptica seja alta, todo o seu sistema é composto por acopladores,O modulador, o anel de fibra óptica e outros componentes discretos resultam em grande volume e alto custo, o que limita consideravelmente sua aplicação em micro UAVs, veículos não tripulados e outras áreas, impedindo que a miniaturização e o baixo custo sejam atendidos. Embora o giroscópio MEMS possa atingir a miniaturização, sua precisão é baixa. Além disso, possui partes móveis, baixa resistência a choques e vibrações, e é difícil de ser aplicado em ambientes hostis.3 ResumoO giroscópio de fibra óptica GF70ZK da Micro-Magic Inc. foi especialmente projetado de acordo com o conceito dos giroscópios de fibra óptica tradicionais, apresentando dimensões reduzidas de 70*70*32mm; peso leve, inferior ou igual a 250g; baixo consumo de energia, inferior ou igual a 4W; inicialização rápida, com tempo de apenas 5s; este giroscópio de fibra óptica é fácil de operar e usar, sendo amplamente utilizado em sistemas de navegação inercial (INS), unidades de medição inercial (IMU), sistemas de posicionamento, sistemas de localização do norte, estabilidade de plataformas e outras áreas.A estabilidade de polarização zero do nosso GF80 situa-se entre 0,01 e 0,02. A principal diferença entre estes dois giroscópios de fibra óptica reside na faixa de medição. O nosso giroscópio de fibra óptica pode ser utilizado em navegação inercial, e a sua escolha deve ser feita com base no valor de precisão e na faixa de medição desejada. Para obter mais informações técnicas, entre em contato conosco a qualquer momento.GF70ZKSensores giroscópicos de fibra óptica, localizador norte, navegação inercial, sistema de referência de atitude/azimute. G-F80Sensores giroscópicos de fibra óptica em miniatura, tamanho compacto de 80 mm.