DE1523271A1 - Drehfuehler - Google Patents
DrehfuehlerInfo
- Publication number
- DE1523271A1 DE1523271A1 DE19661523271 DE1523271A DE1523271A1 DE 1523271 A1 DE1523271 A1 DE 1523271A1 DE 19661523271 DE19661523271 DE 19661523271 DE 1523271 A DE1523271 A DE 1523271A DE 1523271 A1 DE1523271 A1 DE 1523271A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sensor according
- rotary sensor
- radiation
- frequency
- modulator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
- G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
- G01C19/66—Ring laser gyrometers
- G01C19/68—Lock-in prevention
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Lasers (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
Description
DIPL.-ING. H. KLAUS BERNHARDT
8000 MÖNCHEN 23 · MAINZER8TR.5
VARIAN ASSOCIATES
Palo Alto / California V. St. v. Amerika
Palo Alto / California V. St. v. Amerika
Drehfühler
Priorität: 21. Juni I965 - V. St. v. Amerika
US-Ser.No. 465,685
Die Erfindung betrifft einen Drehfühler, und insbesondere eine neuartige
und verbesserte rotierende Ring-Laseranordnung, die zur Verwendung als Drehgeschwindigkeitsindikator geeignet ist.
his ist bereits die Verwendung einer Ring-Laseranordnung zur Peststellung
der Drehgeschwindigkeit eines sich im Raum bewegenden Körpers vorgeschlagen
worden. Diese Anordnung besteht aus einem aktiven Lasermaterial und Einrichtungen,
mit denen die Laserstrahlung in einem geschlossenen polygonalen
Weg ode j- einer Schleife und in entgegengesetzten Richtungen
gerichtet wird. Wenn das Licht zirkuliert, wird es verstärkt, und es :
BAD ORIGINAL ..-/2
0Q981Ö/003i
entwickelt sich eine Schwingung, deren Frequenz durch die Schleifenlänge
festgelegt ist. Es wird für jede in einer Richtung um die Sohleife laufende
Schwingung die Schwingung angefacht, und es ergeben sich also zwei Schwingungsmodi
im wesentlichen bei der gleichen Frequenz.
Wenn diese Anordnung im Raum rotiert, unterscheidet sich die äquivalente
Weglänge für eine Drehrichtung um die Schleife von der anderen. Für den Modus, der eine Komponente hat, die in der gleichen Richtung rotiert wie
der die Laseranordnung tragende Körper, wird die gesamte Weglänge grosser,
A und die Schwingungsfrequenz dieses Modi wird verkleinert. Ungekehrt, für
die Gegendrehachwingung oder den Gegendrehmodus wird die Schleifenlänge
verringert und damit die Schwingun^-sfrequenz vergrossert. Die Drehfrequenz
der Strahlung in jeder Richtung ändert sich also, und die beiden Modi haben jetzt unterschiedliche Frequenzen} die Differenz ist dabei proportional
der Drehgeschwindigkeit. Auf diese Weise kann ein Mase für die Drehgeschwindigkeit
erhalten werden. Die Beziehung ist gegeben durch die Gleichung
(D &u> -*o (Z-A.) s
0CP
wobei CO die Frequenz ist, die sich bei ruhendem System ergibt,Δεϋ die
Frequenzdifferenz der beiden Modi,-A_die Drehgeschwindigkeit, S die Fläche
des Polygons, P der Umfang des Polygons und C die Lichtgeschwindigkeit !Bedeuten.
Es ist jedoch beobachtet worden, dass bei sehr kleinen Drehgeschwiudif;-^
keiten die beiden Modi entgegengesetzt rotierender Strahlung eine Neigung
zum Verrasten zeigen, so dass die Feststellung der Drehgeschwindigkeit
009818/0038
nicht möglich ist. ^ine solche Verrastüng tonn durch interne Heflektionen
oder Kndflächenreflektionen am Laser selbst erfolgen, wodurch ein Modus..
eo abgelenkt wird, dass er teilweise mit dem anderen hodus zirkuliert.
Das L&semedium ist auch nichtlinear und kann eine Verrastun^ herbeiführen)
w#nn die Frequenzdifferenz zwiecheiyden beiden Modi nicht gross
genug ist«
Durch die Erfindung soll deshalb ein neuartiger uns verbesserter Drehfühler
verfügbar gemacht werden.
Insbesondere soll durch die Erfindung ein« verbesserte Kin^-Laseranordnuniverfügbar
gemacht werden, die ;-:le Drehfühler bei fe:.r r.i-ri.·: en jrcL-geschwindi.'keiten
verwendet werden kann.
Erfindungsgemäss besteht ein Drehfühler aus einem aktiven Material ο ier
einer strahlenden Hinrichtung, beispielsweise ei„e:r Laper, un-i einfr Anordnung
aus reflektierenden S; legein, iie in Kcrlination f;'r zwei ütrt-.hlur^rmodi
sorgen, iie in einer ren:»»inri^.en (:eschlo:"ser.on Schleife, aLer in
entgegengesetzten Richtungen rirKulieren. Hei einer Aus führung sfcrn. ist
ein Modulator, etwa jii. akustischei* Kristnilf.-en^ratoi, i::. bchlcif rnv:eg
angeordnet, so dass ein Toil je^er Strahlungaschwintun.; o:er jeies Koaus
moduliert wird und'in eine n:.;ere Ko-.":.ination a·^ reflekti-jrenaen ürie£.;elr.
abgelenkt wird,"SD iass eine :*ai:e ,reschlossene Scr.loife et_I :t-t v.-ird,
die mit ier ersten oder Haupt; j .1 ei ie ir. Vert InI^n5J steh*.. Die t>;iie:»
einander entgerengv richte ten Ssr.win.jVirv'or: ir. i^r r»i.-ite:: "Jc:.ic I-V .: _r.;
frequanzmässif- ir. x^^tfrecengesetzten rii:.-.rur.^er. prc :oi" ir:.:-.! ier Md "-.:l?*ic:;s-
009818/OQ35
frequenz verschoben. Dementsprechend ist die Frequenz eines Modus der ^ ■
zweiten Schleife grosser als die Frequenz des Kodus mit dem gleichen
Drehsinn in eier Hauptschleife, und zwar um einen Betrag, der durch die
hodulationsfrequenz festgelegt ist; und umgekehrt ist die Frequenz des
anderen, entgegengerichteten Modus kleiner als die des korrespondierenden Kodus in ler Houptschleife, und zwar um die gleiche Modulations frequenz.
Auf diese tfeise.- wird eine frequenzmässige Verraetung bei kleinen Drehgeschwindii/K.eit(.n
vermieden, und ebenso in der Ruhelage des Systems.
Bei einer andere:; Ausführung;·form der Erfindung wird eine einfache Schleife
verwendet, die ein oder mehrere Lasermedien enthält} und eine optische
iJcoi'-'e i.5t ir. Λ'.-γ .Schleife angeordnet, uir: eine frequer.zmnssijf V^rrastung '
?. w ve-.'hi.iiern, ix ^4 cn dit G rc.; se der Strahlungs transmie ε ion periodisch
„oar. .f.:t wird. Ji·· Trans mis si-.: ^er äperre wird mit einer Frequenz verär.'ifci·*,
:ie der c'c.utc;·' en Umlauf zeit der Strahlung um die Schleife entspricht.
Weil 'ic operr-'.'ntranEir.issicn während dee grösaten Teile des
I-odul^tionczykluK klein i.'-t, geht eine merkbare Strahlung in jeder Richturg
um die Schleife nur während eines kurzen Intervallß in jedem Zyklus durch
die Üperre. Daraus ergilt sich, dass die Strahlung in Jedem der beiden
einander entgegengerichtet rotierenden Modi aus einem relativ kurzen Tmpuls
besteht, der d'jx-ch die Zeitspanne festgelegt ist, in der die Sperrt ein·
merkliche Transmiesion während des Modulationszyklus hat. Biese Impulse
für jeden Modus, iie in entgegengesetzten Richtungen um die Schleife laufen,
laufe:: etwa gif. i;. hr. υ it ig durch die Sperre, wegen der Lage der Sperre relativ
zurr: aktiven K&diuir. ir. itr Schleife laufen die beiden laipule· aber su ver- /
schiedenen Zeiten durch das aktive Medium und kennen deshalb innerhalb des /
BAD ORfOiNAL · · ·/5
Mediums nicht miteinander in Wechselwirkung treten, hs können eint oJyr
mehrere solche Sperren verwendet worden, um die Wechselwii'kurvr zwischen
den einander ejitgegengerichtet rotierenden Modi zu verhindern und damit
eine Verrastung zu vermeiden.
Bei einer weiteren Auαführungsform der Erfindung werden die in einander
entgegengesetzter Richtung rotierenden Modi in einem Laserringresonator
frequenzmässig mittels eines elektro-optischen Modulatorkristalls moduliert, der in einem modulierenden elektrischen Feld liegt, das die Dielektrizitätskonstante
des Kristalls mit der Modulationsfrequenz verändert. Die ange- ^ legte Modulationsfrequenz steht wieder mit der gesamten Umlaufzeit um den
Hing in Beziehung. Das Ergebnis ist, dass jeder der einander entgpgengerichtet
rotierenden Modi eine zyklische Frequenzveränderung um die
Schleife zeigt, und der modulierende Kristall kann so angeordnet werden, da3ö sich keine gemeinsame Frequenz der beiden Modi an irgendeiner Stelle der üchleife ergibt.
Schleife zeigt, und der modulierende Kristall kann so angeordnet werden, da3ö sich keine gemeinsame Frequenz der beiden Modi an irgendeiner Stelle der üchleife ergibt.
Die Erfindung soll anhand der Zeichnung noch näher erläutert werden}
es seigern i
Fig, 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung;
und
Fign. 2, 3 und 4 achematisch weitere Ausführungsformen der Erfindung,
Fign. 2, 3 und 4 achematisch weitere Ausführungsformen der Erfindung,
Gleiche Elemente sind in der ganzen Zeichnung mit gleichen Bezugszeichen
bezeichnet worden.
001818/0035
Gemäss Pig. 1 weist ein Drehfühler nach der Erfindung ein aktives Material
10 auf, beispielsweise einen kontinuierlich arbeitenden Gaslaeer, der von
beiden, voneinander weg weisenden Enden kohärente Strahlung ausstrahlt.
Die_Strahlung wird von ückspiegeln I2a-d reflektiert, die unter 45° zur
auftruffendeu Strahlung liegen, und dadurch wird eine geschlossene Schleife
gebildet, in der das Licht im wesentlichen den gleichen Weg verfolgt,
jedoch in entgegengesetzten Richtungen. Die polygonale Laseranordnung wirkt
als Resonator mit zwei laufenden Schwinriungsmodi, wobei die Schwingungen
in entgegengesetzten Richtungen zir-oalieren. Wenn das System ruht, zirkufe
lieren die beiden einander entee.^engerichteten Schwingungen mit in wesentlichen
der gleichen Frequenz CO · Wenn sich das System jedoch dreht,
verschieben sich die Frequenzen der beiden Modi, iie Frequenz des einen Modus steigt an, während dit des anderen fällt, weil die äquivalente Weglänge
um den Resonator herum für beiae Modi nicht gleich ist. Wenn also die Anordnung nach Fig. 1 im Uhrzeigersinn rotiert oder eine gerichtete
Bewegungskomponente im Uhrzeigersinn hat, schwingt die im Uhrzeigersinn
rotierende Schwingung auf einer Frequenz, die kleiner iet als c& , und
die gegen den Uhrzeigersinn umlaufende Schwingung schwingt mit einer
Frequenz, die grosser ist als CO
Gemäss einem Aspekt der Ärfindung ist in der von den Spiegeln 12a-d gebildeten
Schleife ein Modulator M. angeordnet, so dass das Licht gebeugt und
die Schwingung frequenz jedes Modi verschoben wird. Der Modulator kann
beispielsweise ein akustischer Generator sein, etwa ein »Quarzkristall cßar
Rutil, der mit einem Signalgenerator 16 mit einer Mikrowellenfrequenz ^8
gespeist wird. Wie in Fig· 1 dargestellt ist, wird der gegen den Uhrzeigersinn
zirkulierende Modu- mit d»r 7.-einen« GO im Modulator 14 gebeugt, und ■■
BAD ORlGiIS(Ai
009118/0031
ein Teil der Strahlung wird zu einem reflektierenden Spiegel 18a hin
abgelenkt. Das gebeugte Licht wird von einem Spiegel 18a in einen halbdurchlässigen
Spiegel 18b reflektiert. Ein Teil der Strahlung wird von. halbdurchlässigen Spiegel 18b zu einem reflektierenden Spiegel 18c
reflektiert und von dort zu einen weiteren Spiegel 18d und zurück zum
Eckspiegel 18a, so dass eine zweite geschlossene Schleife gebiliet wird.
Die sich in der zweiten Schleife gegen den Uhrzeigersinn bewegende Str; hlunj;
ist durch die Modulations frequenz Ct?, , etwa 1 000 MHz, frequenzmäaeig
verschoben, .io daes die Schwingung dieser Gegenuhrzeiger.-innkomponentö
axe Freaatnz 63+ CO h*:t . Gleicherweise wird die im Uhrzeigersinn
in der Hauptschleife umlaufende Schwin-un^ mit der Frequenz öj ' vcir.
Modulator 14 abgelenkt, so dass ein Kodu:: relief.rt wird, aer üi<; üekuniärschleife
im Uhrzeigersinn durchläuft, aber mit einer Frequenz ^o1 - cü
Die beiden einanier entgegenre-richteten Moii in der zweiten Schleife h&cen
also merklich unterschiedliche Frequenzen, r30 daf.i die Wahrs-cheir.lich"-:eit
für eine frequenzmäseige Verreatung praktisch beseitigt ist.
Im Betrieb läuft die Strahlung cO + o>_ durch den halbdurchläaai
Spiegel 18b in einen Spiegel 20 und wird von dort in einen ttiotcdeteictor
und Mischer 2'i. geschickt. Auf gleiche Weise viri die Strahlung co' -
durch 4·η Spiegel 10b auf einen Spiegel 24 gerichtet, und von dort sun: A
Detektor 22. Vom Detektor 22 wird abf-ereben 2W11 + (co- co1 ).
Uo das gewünschte Differenz signal O) -co1 z'J erhallen, das proportional
der Drehgeechwiniigkeit der Anordnung ist, wird die Komponente 2eü„ voc
Ausgangesi rnal getrennt. Das wird irittels eir.es Vervi ei fächere 26 erreicht,
der an den Modulator 14 angekoppelt i?t, so das« eine Signalfrc-^u^nz *-<*>j
BAD ORieiNAL
009118/0035
009118/0035
geliefert wird. Dieses Signal wird an einen Mischer 28 gegeben, in dem
die Komponente 2co vom Messfühler 22 ausgelöscht wird. Das übrig bleibende
Differenzsignal ist CO-co1 , und das wird einem Verbraucher zugeleitet,
der dazu dient, die Drehgeschwindigkeit aus diesem Differenzsignal zu
berechnen. ι
In Fi.,. 2 is t eine andere Aus führung ε form der Erfindung dargestellt, bei
der zwei Laser JO und 32 verwendet worden sind , die einander entgegengerichtete
btrahlungsmodi liefern. Von reflektierenden Eckspiegeln 34»
und 38 und einem halb durchlässigen Spiegel 40 wird ein geschlossener Weg
oder eine Schleife gebildet. An, halbdurchläseigen Spiegel 40 wird mittels
eines Fühlers ein Ausgangssignal erhalten, das die Differenz der in einander
entgegengesetzten. Sinne rotierenden Frequenzen darstellt. Eine optieah·
Sperre 42 oder ein Verschluss ist im wesentlichen im gleichen Abstand
zwischen den beiden Lasern 30 und 32 angeordnet und wird mittels ein··
Si^nalf.enerators 44 mit eiuer Frequenz betrieben, die ein Vielfach·· d··
Modusabstandes ist. Die Kodiabstände liegen in den Frequenzintervallen
^f - c/L, wobei c die Lichtgeschwindigkeit und L deji Umfang der geschlossenen
Schleife bedeuter., uie Frequenz irgendeines Modus η ist definiert al·
f m °/A » wobei A Λ·;!· .jcnwin"tm£Sführer des Modus ist. »
*enn die Sperre L2 mit einer Frequenz pAf betrieben wird, wobei ρ «ine
ranze Zahl ist, zir/.uliert ein Lichtircpuls kontinuierlich in jeder Richtung
synchron mit der Sperre. Wenn die Sperre speziell aus einem Kristall besteht, der ir.it &ϊ:.·.·γ akustischen stehenden Welle mit einer Frequenz Δ f/2 · /
r.cd-iiert wird, iar.n ist die während der Nulldur cn gänge der akustischen
BAD ORlCiINAL
009818/0035
"Schwingung, die in dem Kristall erzeugt worden ist, durchlaufende Strahlung
synchron zu der Erregung sschwingung, wobei zwischen zwei NuI!durchgängen
die-Strahlung einmal um die Schleife zirkuliert.
Während des grössten Teils des akustischen Zyklus wird das Licht von 3er *
akustischen Schwingung im Kristall gebeugt und abgelenkt und folgt also nicht dem Weg, in dem es durch die verstärkenden Laser 30 und 32 hindurchlaufen
würde. Ein Teil des Lichtimpulses läuft jedoch ohne Ablenkung während jedes Zyklus durch, und die Dauer dieses nicht abgelenkten Teiles
hängt von der Amplitude der akustischen Schwingung ab. Bei einem Versuch
hatten die durch den Kristall zu den aktiven Medien 30 un<* 32 hindurch-
„9 tretenden Lichtimpulse eine Dauer von etwa 10 Sekunden und hatten einen
Abstand von etwa 10~ Sekunden.
Gemäss einer Ausführunß-sform der Erfindung erlaubt die Sperr· 42 den in
entgegengesetztem Sinn umlaufenden Impulsen, gleichzeitig durch die Sperre 42 hindurchzutreten, diese einander entgegengerichteten Impulse laufen
jedoch durch die beiden Laser 30 bzw. 32 zu verschiedenen Zeiten, Es ergibt
sich also keine Überlappung der Impulse in den Lasern 30 und 32 und keine
Kopplung der einander entgegenlaufenden Modi, solange der zeitliche Abstand
zwischen den Enden der Laser 30 und 32 grosser ist als die Impulslänge.
Dieser Abstand oder die Trennung kann definiert werden als d = οΔΓ>
wobei &T die Impulsdauer und c die Lichtgeschwindigkeit bedeuten.
Wenn jedoch an einem der Laser 30 oder 32 eine fteflektion auftritt, durch
die Energie in umgekehrter Hichtung gerichtet wird, dann schwingt diese
Energie nicht synchron mit dem Betrieb der Lichtsperre 42. Eine Keflektion
BADORfQfNAL .../10
Q09818/0Q3S
an der Lichtsperre 42 würde jedoch synchron mit den Steuerimpulsen vom
Signalgenerator 44 auftreten, weil die beiden im entgegengesetzten Sinne
rotierenden Strah.lung3imp.ulse gleichzeitig durch die Sperre 42 hindurchtreten.
'""■■·-..
Um eine solche unerwünschte Synchronitat zwischen der reflektierten
Strahlungsenergie und den im entgegengesetzten Sinne rotierenden Strahlungsimpulsen zu vermeiden, wird eine Anordnung gemäss Fig. 3 verwendet.
Gemäss Fig. 3 sind mehrere Lichtsperren 46 und 48 in einer geschlossenen
Schleife angeordnet, und zwar in gleichen Abständen um einen Punkt P, der
vom Laser 30 innerhalb der Schleife den gleichen Abstand hat wie vom
Laser 32. Die Impulse zirkulieren, überlappen sich aber in den aktiven
Medien 30 und 32 nicht. Die Lichtsperren 46 und 48 dienen als Phasenmodulatoren,
so dass die Impulse von jeder Sperre sich an einem Punkt
kreuzen, der im wesentlichen zwischen den beiden Lichtsperren 46 und 48
liegt. Jede Reflektion eine s Impulses von der Sperre 46 am Laser J>Q oder ,32
Kehrt also zu dem Laser zu einer anderen Zeit zurück als der Impuls von
der Sperre 48 ankommt und umgekehrt. Mit anderen Worten, irgendwelche
Reflektionen, die sich ausbilden, sind mit Strahlungöimpulsen nicht synchron,
und dadurch wird eine Verrastung effektiv vermieden.
Gemäss Fig. 4 enthält eine Äin^laseranordnung einen Gaslaser/^C und einen
elektro-opti sehen Modulatorkris tall 52, beispielsweise einen Kristall aus
Kaliumdiph03phat -(KDP),'der mit einem elektrischen Modulationsfeld aktiviert
wird, das von einer Signalquelle 54 kommt. Das elektrische Feld \rirkt auf
den Kristall 52 in der Weise, dass desaen Dielektrizit-':3konatante ver-
; ■ . . 'BADORWIiNAL .../11
008818/003« ■— *
ändert wird, -rodurch dl1· equivalents V'eglInge durch den Kristall foiinl
wird. Für irgendeinen Teil eine3 rotierend -:: Modu" vird die Frequenz durch
J ie .gesamte-"Weglaufe urr! des System fer-tgel·: t, nnd /iiese Weglän^e enthält
die äquivalente Weglänje des modulierenden Kristalls. Dieses Mass hängt
vom Momentanwert der elektrischen Feldstärke in Kristall ab, das zu der
Zeit herrscht, zu der der betreffende Teil des rotierenden Modus .durch
den Kristall hindurchtritt. Die Modulations frequenz, die in den Kristall
eingespeist wiru, wird so'.gewählt, dass jeder Teil des gesamten 'v/ellenzüge.s
bei jedem Durchlauf- durch den Kristall auf die gleione Phase dec Modulationsfeld es trifft.
'Lie .Gesamtlänge .um .len Ring ist L1 und iiinn ist die Kodulationsfrequenz
Ού m ifrö/l» t wobei c wieder die Lichtgeschwindigkeit ist. Wenn das angelegte Signal sinusförmig'ist, dann wird dar den gesamten Modus bildende
Wellenzug mit einer einzigen Frequenz frequenzmoduliert. Die Frequenzänderung
hängt von der Amplitude des Feldes ab, das im Kristall 52 herrscht.
- tis-ergeben-sich- zwei in entgegengesetztem Sinne laufende Kodi, und die
gleiche Momentanfrequenz jedes Modi tritt in der Mitte des KDP-Kristalle
auf, und diese beiden überlappen einander} dementsprechend überlappen sich
die beiden Modi auch an einem diameti-al der Kristallmitte gegenüberliegenden
'Punkt der Schleife. Diese Koinzidenz am diametral gegenüberliegenden Punkt
ist auf die Symmetrie der Sinusmodul ation zurückzuführen und kann dadurch
vermieden werden, j:iss eine perioäisd. e nichtainusförmige Modulation verwende t wird. Um ein Übereinstimmen der Äir.plituder.verläufe der beiden einander
entgegengerichteten Modi an diesem diametral gegenüberliegenclen J-unkt
zu vermeiden, d»k. einen Zustand, bei der. .iie Frequenz der einander entgegen-
00 9818/00 35
laufenden Schwingungen am dem Kristall diametral gegenüberliegenden Punkt
im wesentlichen die gleiche Frequenz haben, kann ein Sägezahn-Modulationssignal
von der Signalquelle 54 an den Kristall 52 gegeben werden. Der
Sägezahn kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass eine Kombination von co und 2cu zur Modulation verwendet wird.
mm ■
Es ist also e-ine neuartige Einrichtung zur Modulation einander entgegengerichteter
Modi in eine,r Las err ing anordnung beschrieben worden, bei der
eine Verrastung wirksam vermieden worden ist. Selbstverständlich ist
M die Erfindung nicht auf die speziellen, hier dargestellten Ausführungs-
beispielt! beschränkt. ·
.· ./Patentansprüche
BADORfQiHAL ' ♦ T'
Claims (1)
- PATENTANWALTDiPL-ING. H. KLAUS BERNHARDT lb2327 f8000 MÖNCHEN 23 . MAINZERSTR.5 ^1 Pö2AlP at e η tans ρ r ü c h eT. Drehfühler zur Messung von Rotatiönsgeschwindigkeiten, bestehend aus Strahlungserzeugungseinrichtungen, mit denen auf unterschiedlichen Wegen laufende Strahlung erzeugt wird, Reflektionseinrichtungen,mit denen ein geschlossener Weg- gebildet wird, in dem die Strahlung in zwei unterschiedlichen Modi in liesonanz kommt, und einem Detektor für die Differenz der Frequenzen der beiden Strahlungsmodi, dadurch ge- ■ kennzeichnet, dass in dem geschlossenen Weg ein Modulator angeordnet "[■ ."istj mit dem; die Resonanzfrequenz der beiden StraJilungsiaodi veraolioben wird» ■ -.. ..."--;■2. Drehfühler nach Anspruch 1, dadurch gekemizelehneir dass als Strahlungsörzeugungseinrichtung wenigstens ein Gaslaser.vorgesehen ist.3.■ Drehfühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als iieflektionseinrichtung' Spiegel in den Ecken eines polygonalen geschlossenen Weges angeordnet sind. .4. Drehfühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daö3 wenigstens ' . einer der Spiegel halbdurohläsaig ist,.8/0Q3£^. Drohfühler nach, einem der Ansprüche 1-4» dadurch gekennzeichnet, dase der Detektor ein Photodetector ist, an den ein. Mischer angeschlossen if:t.ό. Jrehfühlcr nech ein·-rn der Ansprüche 1-j, -laüurch £ekennzeiohn~-t, dass ein Mikrov/elLen-Frenuanzen liefernder Signalge::·' "'---itor zur :iV"erung ■ies Moaul&tors vorgesehen ist.7« Drehfühler nach einem der Ansprüche 1~e, ds durch gekennzeichnet, dass der Modulator eine. Gtrahlun^ssr-erre ist, Λΐβ normalerweise sperrt und derart synchron öffnet, dass die beiden Strahlungsmodi gleichzeitig durch die Sperre hindurchtreten können« . .".-.:.;8* Drehfühler nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, dass mehrere ff- Sperren vorgesehen eind, die gleiche Abstand* von einem PuaJ^t d*·' Mgeschlossenen Weges haben, durch den die beiden Strahlungsrmocii gleich- ' .'** zeitig hindurchlaufen. ' '^ 9, Drehfühler nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet,'dass der Modulator die vrirksair.e Weglänge für die beiden Strahlungsmodi variiert, so dass die beiden tlodi frequenzmoduliert werden und. damit eine freouenzmässiie Verrastuni" vermieden wird.10. Brehfühler nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass der ./e glänzenmodulator die Frequenz längs jedes Modus derart variiert, dass keine einander überlappenden Teile der beiden Modi -den gleichen der Frequenz in einer Strahlung8erzeugungse4nrioM-:itj£: Ιι&"3βηiißii:ii/öö3l11. Drehfühler nach Anspruch % oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Weglängenmodulator ein elektro-optiacher Modulatorkristall ist, dessen Dielektrizitätskonstante von der herrschenden elektrischen Feldstärke abhängig is t,12i Drehfühler nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass der Module.tor ein Reflektor ist, der Strahlung von beiden foodi in einen zweiten geschlossenen Weg ablenkt, in dem beide Frequenzen andere, unterschiedliche Werte annehmen, und der Detektor an den zweiten geschlossenen Weg angeschlossen ist.13· Drehfühler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulatorein akustischer Kris tall ist, der im ersten geschlossenen Weg unter dem Brewater»sehen Winkel zur auftreffenden Strahlung liegt.AkLeers e i t e
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US46568565A | 1965-06-21 | 1965-06-21 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1523271A1 true DE1523271A1 (de) | 1970-04-30 |
DE1523271B2 DE1523271B2 (de) | 1971-09-09 |
Family
ID=23848765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19661523271 Pending DE1523271B2 (de) | 1965-06-21 | 1966-06-13 | Einrichtung zum messen einer drehbewegung |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3627422A (de) |
DE (1) | DE1523271B2 (de) |
GB (1) | GB1102827A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0030891A1 (de) * | 1979-12-14 | 1981-06-24 | Thomson-Csf | Vorrichtung und Verfahren zur Messung der Phasendifferenz der in einem Ring-Interferometer umlaufenden Wellen |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3790898A (en) * | 1969-06-27 | 1974-02-05 | North American Rockwell | Selectively tunable gaseous laser |
US3743969A (en) * | 1969-11-12 | 1973-07-03 | North American Rockwell | Modulation servo control for frequency modulated ring laser gyro |
US3879130A (en) * | 1973-05-16 | 1975-04-22 | Howard B Greenstein | Method and apparatus for the operation of ring laser in a biased mode |
FR2350583A1 (fr) * | 1976-05-06 | 1977-12-02 | Massachusetts Inst Technology | Gyroscope a laser |
GB1542723A (en) * | 1976-07-07 | 1979-03-21 | Gen Electric Co Ltd | Ring lasers |
US4208128A (en) * | 1978-08-23 | 1980-06-17 | Rockwell International Corporation | Interferometer gyro using heterodyne phase detection without severe light source coherence requirements |
US4299490A (en) * | 1978-12-07 | 1981-11-10 | Mcdonnell Douglas Corporation | Phase nulling optical gyro |
DE2907703C2 (de) * | 1979-02-28 | 1983-04-07 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Einrichtung zur Drehgeschwindigkeitsmessung |
DE2917399C2 (de) * | 1979-04-28 | 1983-03-31 | Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart | Einrichtung zur Messung der Rotationsgeschwindigkeit |
US4325033A (en) * | 1979-07-02 | 1982-04-13 | Rockwell International Corporation | Pneumatically dithered laser gyro |
DE2941618A1 (de) * | 1979-10-13 | 1981-04-23 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren zur messung absoluter drehungen und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens |
DE3001721A1 (de) * | 1980-01-18 | 1981-07-23 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren zur messung absoluter drehungen und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens |
US4597667A (en) * | 1982-12-09 | 1986-07-01 | Litton Systems, Inc. | Dither controller for ring laser angular rotation sensor |
US4846574A (en) * | 1983-06-24 | 1989-07-11 | Honeywell Inc. | Retroreflected antilocking feedback |
US4755057A (en) * | 1984-10-02 | 1988-07-05 | Litton Systems, Inc. | Path length control method for ring laser gyroscope |
US4735506A (en) * | 1985-04-01 | 1988-04-05 | Litton Systems, Inc. | Phase nulling optical gyroscope |
US4801206A (en) * | 1986-06-04 | 1989-01-31 | Litton Systems, Inc. | Simplified ring laser gyroscope dither control and method |
US4997282A (en) * | 1986-09-19 | 1991-03-05 | Litton Systems, Inc. | Dual fiber optic gyroscope |
US4779985A (en) * | 1986-12-22 | 1988-10-25 | Litton Systems, Inc. | Dither suspension for ring laser gyroscope and method |
US4842358A (en) * | 1987-02-20 | 1989-06-27 | Litton Systems, Inc. | Apparatus and method for optical signal source stabilization |
US4915503A (en) * | 1987-09-01 | 1990-04-10 | Litton Systems, Inc. | Fiber optic gyroscope with improved bias stability and repeatability and method |
US5442442A (en) * | 1987-10-28 | 1995-08-15 | Litton Systems, Inc. | Ring laser gyroscope scale factor error control apparatus and method control apparatus and method |
US10288429B2 (en) | 2017-06-01 | 2019-05-14 | Honeywell International Inc. | Apparatus and method for diminishing mode lock induced error in stimulated brillouin scattering waveguide ring laser gyroscopes |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3395270A (en) * | 1962-06-28 | 1968-07-30 | Jack B. Speller | Relativistic inertial reference device |
US3345909A (en) * | 1963-12-27 | 1967-10-10 | United Aircraft Corp | Direction sensor for laser gyro |
US3412251A (en) * | 1964-04-24 | 1968-11-19 | Bell Telephone Labor Inc | Mode locking in a synchronously modulated maser |
US3392622A (en) * | 1964-06-09 | 1968-07-16 | Hughes Aircraft Co | Electromagnetic rotation sensor |
US3373650A (en) * | 1965-04-02 | 1968-03-19 | Honeywell Inc | Laser angular rate sensor |
-
1965
- 1965-06-21 US US465685A patent/US3627422A/en not_active Expired - Lifetime
-
1966
- 1966-06-13 DE DE19661523271 patent/DE1523271B2/de active Pending
- 1966-06-13 GB GB26193/66A patent/GB1102827A/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0030891A1 (de) * | 1979-12-14 | 1981-06-24 | Thomson-Csf | Vorrichtung und Verfahren zur Messung der Phasendifferenz der in einem Ring-Interferometer umlaufenden Wellen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1523271B2 (de) | 1971-09-09 |
GB1102827A (en) | 1968-02-14 |
US3627422A (en) | 1971-12-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1523271A1 (de) | Drehfuehler | |
DE69728334T2 (de) | Strahlablenkung zur verbesserten Abtastung in einem Laserdrucker | |
DE2209397C3 (de) | Drehgeschwindigkeitsmesser, insbesondere Ringlaser | |
EP0151958B1 (de) | Faseroptischer Geber zum Messen dynamischer Beschleunigungen | |
DE2431973A1 (de) | Optischer abtaster | |
DE1300320B (de) | Einrichtung zum Messen einer Drehbewegung | |
DE1766049A1 (de) | Optisches Zeitmultiplex-UEbertragungssystem | |
DE2532925A1 (de) | Torsionsstaboszillator | |
DE2109904A1 (de) | Lichtablenker | |
DE3217695A1 (de) | Ring-laser-gyroskop mit doppler-spiegeln und verschiebeantriebsvorrichtungen | |
DE2345912A1 (de) | Drehempfindlicher polarisationswandler | |
DE2606564A1 (de) | Verfahren und durchfuehrungsanordnung zur kompensation von unwuchten rotierender maschinen | |
DE1940718A1 (de) | Elektro-optische Abtastanordnung | |
DE1282211B (de) | Optischer Sender mit einer Halbleiterdiode als stimulierbarem Medium | |
DE1275206B (de) | Elektro-optischer Modulator | |
DE2238814A1 (de) | Verfahren und schaltungsanordnung zur abstimmung des hohlraumresonators eines maser-oszillators | |
DE1956747A1 (de) | Verfahren zum optischen Abtasten | |
DE2704320A1 (de) | Einrichtung zur elektrisch-optischen bestimmung einer messgroesse | |
DE2432479C2 (de) | Ringlaser | |
DE1614608A1 (de) | Ring-Lasergeraet | |
DE3906068A1 (de) | Verfahren und einrichtung zum erzeugen einer nichtlinearen wechselwirkung zwischen zwei elektromagnetischen schwingungen | |
DE1523271C (de) | Einrichtung zum Messen einer Dreh bewegung | |
DE1764849C2 (de) | Optischer Sender für pulsförmiges kohärentes Licht | |
DE3330660A1 (de) | Einrichtung zur messung von unterschieden der eigenresonanzfrequenzen optischer resonatoren | |
DE4334102A1 (de) | Optische Nachrichtenverbindung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 |