कोहरे का सिद्धांत और वर्गीकरण

कोहरे का सिद्धांत और वर्गीकरण

(1) सिद्धांत

भौतिकी में कोहरे के इस सिद्धांत को सैग्नाक प्रभाव कहा जाता है। एक बंद प्रकाश पथ में, एक ही प्रकाश स्रोत से आने वाली प्रकाश की दो किरणें जब एक ही बिंदु पर आकर मिलती हैं, तो उनमें परस्पर क्रिया होती है। यदि बंद प्रकाश पथ में जड़त्वीय अंतरिक्ष के सापेक्ष घूर्णन होता है, तो धनात्मक और ऋणात्मक दिशाओं में गतिमान किरणें प्रकाश पथ अंतर उत्पन्न करती हैं, जो घूर्णन कोण के वेग के समानुपाती होता है। घूर्णन कोण वेग की गणना प्रकाश विद्युत डिटेक्टर द्वारा मापे गए कला अंतर का उपयोग करके की जाती है।

सूत्र के अनुसार, फाइबर की लंबाई जितनी अधिक होगी, ऑप्टिकल वॉकिंग रेडियस उतना ही बड़ा होगा और ऑप्टिकल तरंगदैर्ध्य उतनी ही कम होगी। व्यतिकरण प्रभाव उतना ही अधिक स्पष्ट होगा। अतः, कोहरे की मात्रा जितनी अधिक होगी, परिशुद्धता उतनी ही अधिक होगी। सैग्नाक प्रभाव मूलतः एक सापेक्षतावादी प्रभाव है, जो नमी के डिजाइन के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।
फॉग तकनीक का सिद्धांत यह है कि फोटोइलेक्ट्रिक ट्यूब से प्रकाश की एक किरण निकलती है और कपलर से होकर गुजरती है (जिसका एक सिरा तीन स्टॉप से ​​होकर गुजरता है)। दो किरणें अलग-अलग दिशाओं में रिंग में प्रवेश करती हैं और फिर सुसंगत सुपरपोज़िशन के लिए एक वृत्त में वापस लौटती हैं। लौटा हुआ प्रकाश एलईडी पर वापस आता है और एलईडी के माध्यम से उसकी तीव्रता का पता लगाया जाता है। फॉग तकनीक का सिद्धांत सरल प्रतीत होता है, लेकिन सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि दो किरणों के प्रकाशीय पथ को प्रभावित करने वाले कारकों को कैसे दूर किया जाए - यही फॉग तकनीक की मूलभूत समस्या है।

फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप का सिद्धांत

(2) वर्गीकरण

कार्य सिद्धांत के अनुसार, फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप को इंटरफेरोमेट्रिक फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप (I-FOG), रेजोनेंट फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप (R-FOG) और स्टिमुलेटेड ब्रिलौइन स्कैटरिंग फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप (B-FOG) में विभाजित किया जा सकता है। वर्तमान में, सबसे विकसित फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप इंटरफेरोमेट्रिक फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप (पहली पीढ़ी का फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप) है, जिसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह सैग्नैक प्रभाव को बढ़ाने के लिए मल्टी-टर्न फाइबर कॉइल का उपयोग करता है। दूसरी ओर, मल्टी-टर्न सिंगल-मोड फाइबर कॉइल से बना डबल बीम रिंग इंटरफेरोमीटर उच्च परिशुद्धता प्रदान कर सकता है, जिससे पूरी संरचना अधिक जटिल हो जाती है।
लूप के प्रकार के आधार पर, फॉग को ओपन-लूप मिस्ट और क्लोज्ड-लूप फॉग में विभाजित किया जा सकता है। ओपन-लूप फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप (ओजीजी) की संरचना सरल, कीमत कम, विश्वसनीयता उच्च और बिजली की खपत कम होती है। वहीं, ओजीजी की कुछ कमियां भी हैं, जैसे इनपुट-आउटपुट रैखिकता कम होना और डायनेमिक रेंज सीमित होना। इसलिए, इसका उपयोग मुख्य रूप से कोण संवेदक के रूप में किया जाता है। ओपन-लूप आईएफओजी की मूल संरचना एक रिंग डबल-बीम इंटरफेरोमीटर है। इसलिए, इसका उपयोग मुख्य रूप से कम परिशुद्धता और छोटे आकार की स्थितियों में किया जाता है।
कोहरे का प्रदर्शन सूचकांक
कोहरे का उपयोग मुख्य रूप से कोणीय वेग को मापने के लिए किया जाता है, और कोई भी माप त्रुटिपूर्ण होता है।

(1) शोर

कोहरे का शोर तंत्र मुख्य रूप से ऑप्टिकल या फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन भाग में केंद्रित होता है, जो नमी की न्यूनतम पता लगाने योग्य संवेदनशीलता निर्धारित करता है। फाइबर-ऑप्टिक जाइरोस्कोप (FOG) में, कोणीय दर के आउटपुट श्वेत शोर को दर्शाने वाला पैरामीटर डिटेक्शन बैंडविड्थ का रैंडम वॉक गुणांक होता है। केवल श्वेत शोर के मामले में, रैंडम वॉक गुणांक की परिभाषा को एक विशेष बैंडविड्थ में मापी गई बायस स्थिरता और डिटेक्शन बैंडविड्थ के वर्गमूल के अनुपात के रूप में सरलीकृत किया जा सकता है।

यदि अन्य प्रकार के शोर या विचलन मौजूद हों, तो हम आमतौर पर उचित विधि द्वारा यादृच्छिक चाल गुणांक प्राप्त करने के लिए एलन के विचरण विश्लेषण का उपयोग करते हैं।

(2) शून्य बहाव

कोहरे का उपयोग करते समय कोण की गणना आवश्यक होती है। कोण को कोणीय वेग एकीकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है। दुर्भाग्य से, लंबे समय के बाद विचलन जमा हो जाता है, और त्रुटि बढ़ती जाती है। सामान्यतः, त्वरित प्रतिक्रिया वाले अनुप्रयोगों (अल्पकालिक) के लिए, शोर प्रणाली को काफी प्रभावित करता है। वहीं, नेविगेशन अनुप्रयोगों (दीर्घकालिक) के लिए, शून्य विचलन प्रणाली पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है।

(3) स्केल फैक्टर (स्केल फैक्टर)

स्केल फैक्टर त्रुटि जितनी कम होगी, माप का परिणाम उतना ही सटीक होगा।

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