Способ измерения угловой скорости с помощью волоконно- оптического гироскопа

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s G 01 В 9/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

00 (21) 4861513/22 (22) 09.07.90 (46) 30.05.93. Бюл. hh 20 (72) В.Б.Катс к, И.M.Êóçíåöîâ, Г.П.Левченко и А.В.Фадеев (56) 1. Glallorenrl Т.G., Bucaro I.À., Dandrldye

А.Optical Fiber Sensor Technology//IEEE

Trans. Microwave Th. Techn. — 1982, — чо! °

МТТ-30 — р,472-511.

Бутусов М.M . Галкин С.Л., Оробинский

С.П. и Пал Б.П. Волоконная оптика и прибо. ростроение. Л.: Машиностроение, 1987, с.328. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ С ПОМОЩЬЮ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ГИРОСКОПА ф7) Изобретение относится к оптическому приборостроению. Цель изобретения — повышение точности измерения угловой скорости. Способ измерения угловой скорости

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использо. вано, в частности, для измерения угловой скорости с помощью волоконно-оптического гироскопа.

Цель изобретения — повышение точности измерения угловой скорости.

Предлагаемый способ поясняется чертежом.

Оптический сигнал от источника излучения 1 проходит через светоделитель 2 на светоделитель 3, здесь он разделяется на два луча — противоположного направления. (В качестве пары светоделителей 2,3 может Ы,„, 1818527 А1 с помощью волоконно-оптического гироскопа обеспечивает введение оптического излучения в кольцевой интерферометр

Саньяка во встречных направлениях, регистрацию интерференционной картины на выходе интерферометра и электронную обработку сигнала. Поставленная цель достигается введением оптического излучения импульсами синхронно с фазовой модуляцией, в моменты максимальной разности фаз встречных лучей измеряют сумму и разность двух соседних импульсов выходного сигнала, величину суммарного сигнала поддерживают постоянной, а по разностному сигналу судят об угловой скорости, постоянство суммарного сигнала обеспечивают путем изменения мощности источника излучения, а величину суммарного сигнала сравнивают с опорным сигналом, сигналом ошибки управляют мощностью оптического излучения. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. использоваться один светоделитель выполняющий функции разделения и выделения оптического луча). Луч по часовой стрелке 4 проходит контур 4 из волоконного световода, затем этот луч попадает на модулятор фазы 5 и возвращается на светоделитель 3, в

Луч против часовой стрелки со светоделителя 3 попадает нэ фазовый модулятор 5, затем на контур 4 и попадает на светоделитель

3, где соединяется с первым лучом. Восстановленный луч проходит на светоделитель 2 и попадает на фотодетектор 6. Выходной сигнал последнего будет показателем ин тенсивностиданноголуча. Волоконно-опти1818! >27 ческий гироскоп настраиваешься так, чтобы при отсутствии вращения как по, так и против часовой стрелки лучи интерферируют в интерференционной полосе нулевого порядка (относительно разности фаз), При вращении контура между лучами наблюдается фазовый сдвиг (эффект Саньяка), при котором интерференционная полоса смещается, изменяя интенсивность пучка, детектированного фотодетектором 6. Для того чтобы определить величину сдвига интерференционной полосы и обеспечить работу гироскопа с повышенной чувствительностью, обеспечивают разность фаз + a/2 между вышеуказанными лучами с помощью модулятора 5. Тем самым обеспечивается вибрация + л /4 с полупериодом, равным времени, необходимому, чтобы один луч прошел по контуру 4, воздействия на вибрацию, за счет которой смещается выходной луч на + л /2. Модулятор фазы приводится в действие генератором 7. Интенсивность сигнала, регистрируемая фотодетектором 6, пропорциональна фазе Саньяка, которая в свою очередь пропорциональна угловой скорости вращения. Особенностью заявляемого способа является то, что оптическое излучение вводят импульсами синхронно с фазовой модуляцией, для чего вводят блок питания 8 управляемый формирователем 9 импульсов, соединенным с генератором 7.

В моменты максимальной разности фаз встречных лучей оценивают сумму и разность двух соседних импульсов выходного сигнале путем включения схемы обработки

10 сигнала. Замкнутая цепь обратной связи поддерживает величину суммарного сигнала постоянной эа счет изменения мощности оптического излучения.Величина суммарного сигнала сравнивается в схеме сравнения 11 с опорным сигналом, вырабатываемого генератором 12 опорного сигнала. Сигналом ошибки управляют мощностью излучения, а по разностному сигналу судят об угловой скорости, .

Использование предлагаемого способа измерения угловой скорости с помощью волоконно-оптического гироскопа обеспечивает по сравнению с существующими способами простоту механизма стабилизации за счет импульсного питания источника излучения исключающего выполнение дополнительной модуляции, фазовой подстройки или другого дополнительного

Ьоздействия и позволяет обеспечить повышение стабильности выходной характеристики, а следовательно и повышение точности измерения угловой скорости.

Формула изобретения

1. Способ измерения угловой скорости

20 с помощью волоконно-оптического гироскопа, заключающийся в том, что вводят оптическое излучение в кольцевой интерферометр Саньяка во встречных направлениях. осуществляют его фазовую модуляцию, интерференционную картину íà его выходе преобразуют в электрический сигнал, о т л ич а ю шийся тем, что. с целью повышения точности измерения угловой скорости, оптическое излучение в кольцевой интерферо30 метр Саньяка вводят импульсами синхронно с фазовой модуляцией, в момент максимальной разности фаз встречных лучей измеряют сумму и разность амплитуд двух соседних импульсов выходного сигна35 ла, величину суммарного сигнала поддерживают постоянной, а по разностному сигналу определяют угловую скорость.

2. Способ по п.1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что постоянство суммарного сигнала

40 обеспечивают путем изменения мощности источника излучения, Составитель Г. Левченко

Редактор Л. Народная Техред М. Моргентал Корректор М. Куль

Заказ .1933 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ври ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101