Способ измерения угловой скорости с помощью волоконно-оптического гироскопа Советский патент 1993 года по МПК G01B9/02 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано, 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

использоваться один светоделитель выполняющий функции разделения и выделения оптического луча). Луч по часовой стрелке проходит контур 4 из волоконного световода, затем этот луч попадает на модулятор фазы 5 и возвращается на светоделитель 3. Луч против часовой стрелки со светоделителя 3 попадает на 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 интенсивности данного луча. Волоконно-оптиСО

со ел

ю

VJ

ческий гироскоп настраивается 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 ±ж /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 ±лг/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 сигнала путем включения схемы обработки 10 сигнала. Замкнутая цепь обратной связи поддерживает величину суммарного сигнала постоянной за 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 воздействия и позволяет обеспечить повышение стабильности выходной характеристики, а следовательно и повышение точности измерения угловой скорости. Формула изобретения

1. Способ измерения угловой скорости

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 на его выходе преобразуют в электрический сигнал, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения угловой скорости, оптическое излучение в кольцевой интерферометр Саньяка вводят импульсами синхронно с фазовой модуляцией, в момент максимальной разности фаз встречных лучей измеряют сумму и разность амплитуд двух соседних импульсов выходного сигнала, величину суммарного сигнала поддерживают постоянной, а по разностному сигналу определяют угловую скорость.

2. Способ по п.1,отличающийся тем, что постоянство суммарного сигнала обеспечивают путем изменения мощности источника излучения.