Устройство для измерения угловой скорости Советский патент 1976 года по МПК G01P3/68 

Известные устройства для измерения угловой скорости, содержащие внешний оптический квантовьш генератор (ОКГ), кольцевой интерферометр, оптические смесители на входе и выходе интерферометра и фотоэлектрическую измеритель ную систему, обладают низкой чувствительностью и точностью измерения при малых размерах кольцевой интерферометра, а также неопределенностью положения нуля шкалы, по которой отсчитьшается смещение интерфереьшионных полос.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в качестве внешнего источника когерентного излучения оно содержит двухчастотный ОКГ, излучаюш11Й волны с разными частотами и взаимно ортогональными поляризациями. Это позволяет получить на выходе кольцевого интерферометра две бегущие в противоположные стороны интерференционные картины с равными, но противоположными по знаку сдвигами фаз,

пропорциональными угловой скорости вращения. Дополнительно оно содержит переключатель плоскостей поляризации на взаимно ортогональные на выходе ОКГ. Это повышает чувствительность и точность измерения, так как дает возможность

усиления выходных сигналов узкополосными усилителями на частоте, равной разноста частот ОКГ, и позволяет отфильтровать полезньш сигнал на частоте переключения плоскостей поляризации. Кроме того, отпадает необходимость использования оптического контура с нулевой плошадью обхода, что упрощает конструкцию в целом.

На чертеже схематически представлено устройство для измерения угловой скорости.

Оптический резонатор 1 двухчастотного ОКГ образован зеркалами 2 и 3. На газоразрядный активньш элемент 4 с помошью магнитной катушки 5 наложено продольное магнитное поле, обеспечивающее расщепление частоты излучения ОКГ. 6 - четвертьволновая фазовая пластинка. Входной смеситель 7 содержит полуттрозрачную пластинку 8 и зеркала 9 и 10, направляющие лучи в кольцевой интерферометр 11. В одном канале смесителя размещена полуволновая фазовая пластинка 12. Переключатель плоскостей поляризации 13 управляется генератором 14. Выходной смеситель 15с помощью зеркал 16 и 17 смешивает лучи на полупрозрачной пластинке 18. Фотоэлектрическая измерительная система содержит скрещенные анализаторы 19 и 20, фотоприемники 21 и 22, узкополосные усилители 23 и 24 и фазометр 2 Устройство работает следующим образом. ОКГ генерирует волны с различными частотами -i iи взаимно ортогональными кру говыми поляризациями. Четвертьволновая фазовая пластинка преобразует ортогональные круговы поляризации в ортогональные линейные поляризации. Полуволновая фазовая пластинка поворачивает плоскость поляризации лучей в одном канале смесителя на угол 90, благодаря чему световые волны, имеющие одинаковые частоты, входят во встречные моды кольцевого интерферомет ра с взаимно ортогональными поляризациями. Из выходного смесителя, где встречные световые пучки смешиваются, через скрещенно ориенти рованные анализаторы световые волны попадают на фотоприемники. На фотоприемниках фор шруются сигналы, пропорциональные &inCnt(V.-V)t-u43 и .TtCV.-V., в зависимости от направления вращения. Сигналы с фотоприемников усиливаются узкополоснь№ш усилителями, настроенными на разностную частоту (лР V)Фазометр определяет разность фаз 4&f сигналов с усилителей, пропорциональную абсолютной угловой скорости вращения. Фильтрация в фазометре выходного сигнала на частоте переключающего генератора дополнительно повыщает чувствительность и точность измерения. ормула изобретения 1.Устройство для измерения угловой скорости, содержащее внешний оптический квантовый генератор, кольцевой интерферометр, оптические смесители на входе и выходе, два фотоприемника на выходе и ф.чзометр, отличающееся тем, что, с целью яовышения чувствительности и точности измерения, оптический квантовый генератор вьшолнен двухчастотным с волнами с взаимно ортогональными плоскостями поляризации, причем входной смеситель в одном канале содержит полуволновую фазовую пластинку, а перед фотоприемником размещены скрещенно ориентированные анализаторы. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на выходе оптического квантового генератора введен переключатель плоскостей поляризации на взаимно ортогональные, выполненньш в виде электрооптического модулятора.

19

Z1