DE1807247A1 - Light guide arrangement for measuring rotational speeds - Google Patents

Light guide arrangement for measuring rotational speeds

Info

Publication number
DE1807247A1
DE1807247A1 DE19681807247 DE1807247A DE1807247A1 DE 1807247 A1 DE1807247 A1 DE 1807247A1 DE 19681807247 DE19681807247 DE 19681807247 DE 1807247 A DE1807247 A DE 1807247A DE 1807247 A1 DE1807247 A1 DE 1807247A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coil
light guide
guide arrangement
rotational speeds
measuring rotational
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
Application number
DE19681807247
Other languages
German (de)
Other versions
DE1807247B2 (en
Inventor
Mehnert Dipl-Ing Walter E
Dipl-Ing Dr Walter Kroy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Messerschmitt Bolkow Blohm AG filed Critical Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Priority to DE19681807247 priority Critical patent/DE1807247B2/en
Priority to GB1258172D priority patent/GB1258172A/en
Priority to FR6938179A priority patent/FR2022712A1/fr
Publication of DE1807247A1 publication Critical patent/DE1807247A1/en
Publication of DE1807247B2 publication Critical patent/DE1807247B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J9/00Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
    • G01J9/02Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/58Turn-sensitive devices without moving masses
    • G01C19/64Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
    • G01C19/72Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams with counter-rotating light beams in a passive ring, e.g. fibre laser gyrometers
    • G01C19/721Details
    • G01C19/722Details of the mechanical construction

Description

IUI (III IlIUI (III Il

ENWICKLUNOSRIHG SUB GMBH Münohen, den 5.11.1968ENWICKLUNOSRIHG SUB GMBH Münohen, November 5th, 1968

m 3o 008 """" m 3 o 008 """" 18072471807247

Kre/SohöKre / Sohö

Liohtleitanordnung zur Messung von Drehgeschwindigkeiten.Guide arrangement for measuring rotational speeds.

Bie Erfindung bezieht sich auf eine Lichtleitanordnung zur Messung von Drehgeschwindigkeiten unter Verwendung des Sagnao-Effektes, wobei die Empfindlichkeit eines Sagnac-Interferometers zur Messung eines mit und eines entgegen der Rotation umlaufenden Lichtstrahles herangezogen wird.The invention relates to a light guide arrangement for measuring Rotational speeds using the Sagnao effect, with the Sensitivity of a Sagnac interferometer is used to measure one with and one against the rotation circulating light beam.

Es sind schon Anordnungen vorgeschlagen worden, bei denen die Empfindlichkeit eines Sagnac-Interferometers erhöht wird durch Messung der In- ' terferenz eines mehrfach umlaufenden Lichtstrahls mittels einer Luoite-Röhre, wobei der Lichtstrahl jeweils in einer transparenten Glasspulβ oder gemäß einer weiteren Anordnung mittels einer kohärenten Lichtquelle in einer Spule aus Glasfasern mit und in einer Spule entgegen der Rotation des Messkörpers zum Mehrfachumlauf gebracht wird. Die Vorteile dieser Anordnungen sind unbestreitbar. Für die Erfordernisse genaue ster Messungen jedoch zeigte es sich, daß vor allem thermische Unterschiede in den einzelnen Spulen Messfehler hervorrufen. ™Arrangements have already been proposed in which the sensitivity of a Sagnac interferometer is increased by measuring the in- ' interference of a multiple circulating light beam by means of a Luoite tube, the light beam in each case in a transparent glass pulse or according to a further arrangement by means of a coherent light source in a coil made of glass fibers with and in a coil the rotation of the measuring body is brought to multiple revolutions. The advantages of these arrangements are undeniable. For the requirements of the most precise measurements, however, it was found that primarily thermal differences in the individual coils cause measurement errors. ™

Ber Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Anordnung zu schaffen, bei der auftretende Fehler durch thermische, akustische oder chemische Unterschiede an den einzelnen Glasfasern eliminiert werden und dadurch Messfehler vermieden werden können*The object of the invention is to create an arrangement the errors that occur due to thermal, acoustic or chemical differences in the individual glass fibers can be eliminated and thereby Measurement errors can be avoided *

Bie Erfindung löst die Aufgabe, indem am Ausgang einer kohärenten Lichtquelle «in· ein«ig· Glasfaserspul· angeordnet ist und zwisohen Lichtquelle und Spul· ein Strahlteiler so gelegt ist, daß in J*d·· Ende derThe invention solves the problem by arranging a coherent light source in a single fiberglass spool and placing a beam splitter between the light source and the spool in such a way that the end of the

009822/1127 ' 2 "009822/1127 ' 2 "

ENTVICKLUNGSRING SÜD GMBH - 2 - 5.11.1968ENTVICKLUNGSRING SÜD GMBH - 2 - November 5, 1968

MÜNCHENMUNICH

EM 30 008
Kre/Schö
EM 30 008
Kre / Schö

Spule ein Strahl' einfällt.Coil a beam 'is incident.

Durch diese Maßnahmen werden Unterschiedlichkeiten, vor allem in der Erwärmung der einzelnen Glasfasern wie sie bisher durch die Anordnung von zwei Spulen aufgetreten sind, eliminiert, denn der mit der Rotation laufende Strahl und derjenige entgegen der Rotation treffen innerhalb einer einzigen Spule immer auf die gleichen unterschiedlichen Verhältnisse, das heißt, sie haben beide dieselben Bedingungen und sind beide mit denselben Veränderungen behaftet (Phasenverschiebung), wenn sie wieder aus den Enden der Spule austreten. Hierdurch wird die Meßgenauigkeit der Anordnung ganz wesentlich erhöht.Through these measures, differences, especially in the Heating of the individual glass fibers as they were previously due to the arrangement of two coils have occurred, because the beam moving with the rotation and the one against the rotation meet within a single coil always has the same different ratios, that is, they both have the same conditions and are both afflicted with the same changes (phase shift) when they emerge again from the ends of the coil. This increases the measurement accuracy the arrangement increased significantly.

In weiterer Ausbildung der Anordnung wird vorgeschlagen, daß die Stirnfläche der Enden der Glasfaserspule unter einem bestimmten Winkel zur Faserachse angeschliffen sind. Diese Maßnahme verhindert, daß das von der Glasfaserstirnfläche reflektierte Licht in das Interferometer gelangt und dadurch das Meßergebnis ganz beträchtlich verfälscht. Bei einem geeigneten Anschliffwinkel der Glasfaserenden kann sogar nahezu völlige Reflexionslosigkeit erzielt werden.In a further development of the arrangement it is proposed that the end face the ends of the fiberglass spool are ground at a certain angle to the fiber axis. This measure prevents the The light reflected from the glass fiber end face enters the interferometer and thereby significantly falsifies the measurement result. at With a suitable bevel angle of the glass fiber ends, it is even possible to achieve almost complete absence of reflection.

Die Erfindung ist nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel beschrieben und gezeichnet. Es zeigernThe invention is described below in an exemplary embodiment and drawn. Show it

Figur 1 eine Schemaskizze der erflndungsgeraäßen Anordnung Figur 2 die Einzelheit A gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßetab.FIG. 1 is a schematic diagram of the arrangement according to the invention FIG. 2 shows the detail A according to FIG. 1 on an enlarged scale.

009822/1127 "3"009822/1127 " 3 "

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

ENTWICKLÜNGSRING SÜD GMBH - 3 - 5.11.1968ENTWICKLÜNGSRING SÜD GMBH - 3 - November 5, 1968

MÜNCHENMUNICH

EM 50 008
Kre/Schö
EM 50 008
Kre / Schö

Auf einer Plattform 10, die sich mit der Winkelgeschwindigkeit^? in Pfeilriohtung dreht, ist eine kohärente Lichtquelle 20 - beispielsweise eine Laseranordnung - gelagert. Vor dieser befindet sich ein Strahlteiler 21 an den die beiden Enden 31» 32 einer Glasfaserspule 30 in jeweilB entsprechendem Winkel herangeführt sind, so daß der eine Teil des Lichtstrahles 22 durch den Strahlteiler 21 direkt in das S lenende 31 einfällt und der andere Teil des Lichtstrahles 22 abgelenkt % wird und in das andere Spulenende 32 zum gegenläufigen Mehrfaohumlavf einfällt. TJm nun die Reflexe, die beim Auftreffen des Lichtstrahles 22 auf die Stirnflächen der Glasfaserenden 31* 32 entstehen, vom Interferometer abzulenken, sind die Enden 31» 32 unter einem bestimmten Winkel zur Faserachse angeschliffen. Es ist bei entsprechender Präzision möglich, den Anschliffwinkel so zu wählen, daß die Stirnflächen praktisch reflexionslos sind. Im allgemeinen sind die Reflexe wesentlich lichtstärker als das durch die ganze Spula umlaufende Licht. Letzteres jedoch kann ohne Beeinträchtigung - im Hinblick auf Inten- « sität, Geschwindigkeit etc. - in derselben Ebene bzw. Linie gegeneinander verlaufen, so daß für den gegen und den mit der Rotation gehenden Umlauf eines Richtstrahles eine einzige Lichtleitspule auereicht. Dadurch aber ist es möglich, nahezu alle Fehlerquellen auszuschalten, da jeder der gegeneinanderlaufenden Strahlen die gleichen Veränderungen erfährt, welche beispielsweise auf thermische, chemische, akustische oder auch mechanische Einflüsse zurückzuführen sind. Die Messgenauigkeit der Anlage wird durch die erfindungsgemäße Maßnahme ganz wesentlich gesteigert und die bieher noch vorhandenen Fehlerquellen nahezu vollständig beseitigt.On a platform 10, which moves with the angular velocity ^? rotates in arrow direction, a coherent light source 20 - for example a laser arrangement - is mounted. In front of this is a beam splitter 21 to which the two ends 31 »32 of a fiber optic coil 30 are brought in at a corresponding angle, so that one part of the light beam 22 falls through the beam splitter 21 directly into the end 31 and the other part of the light beam 22 % is deflected and falls into the other end of the coil 32 to the counter-rotating Mehrfaohumlavf. In order to deflect from the interferometer the reflections that arise when the light beam 22 hits the end faces of the glass fiber ends 31 * 32, the ends 31 »32 are ground at a certain angle to the fiber axis. With the appropriate precision, it is possible to choose the bevel angle so that the end faces are practically non-reflective. In general, the reflections are much more intense than the light circulating through the entire coil. The latter, however, can run against one another in the same plane or line without impairment - with regard to intensity, speed, etc. - so that a single fiber optic coil is sufficient for the counter and the rotation of a directional beam. In this way, however, it is possible to eliminate almost all sources of error, since each of the beams running in opposite directions experiences the same changes, which can be attributed, for example, to thermal, chemical, acoustic or also mechanical influences. The measure according to the invention increases the measurement accuracy of the system quite considerably and the sources of error that were still present before are almost completely eliminated.

009822/1127 UDOHQlNM. 009822/1127 UDOHQlNM.

Claims (2)

ENTVICKLTOGSRIIG SÜD GMBH München, den 5.11,1968 MttNCHEÜ EM 50 008 #, Kre/SeW T PatentansprücheENTVICKLTOGSRIIG SÜD GMBH Munich, November 5, 1968 MttNCHEÜ EM 50 008 #, Kre / SeW T patent claims 1. Lichtleitanordnung zur Messung von Drehgesehvindigkeiten unter Verwendung-des Sagnac-Effektee, wobei die Empfindlichkeit eines Sagnac-Interferometers but Messung eines rait und eines entgegen der Rotation umlaufenden Lichtstrahls herangezogen wird, dadurch g · k β η η ζ e lohnet, daß am Ausgang einer kohärenten Lichtquelle (20) eine einzige Glasfaserspule (50) angeordnet ist und «wischen Lichtquelle (20) und Spule (50) ein Strahlteiler (21) eo gelegt i«tt daß in jedes Ende (51, 52) der Spule (50) ein Teil des Strahles (22) einfällt, der jeweils nach Austritt aus der Spule (50) in «in Interferometer (40) gelangt.1. Light guide arrangement for measuring rotational speeds using the Sagnac effect, whereby the sensitivity of a Sagnac interferometer is used to measure a rait and a light beam circulating against the rotation, thereby g · k β η η ζ e worthwhile that at the output a coherent light source (20) a single fiber coil (50), and "wipe light source (20) and coil (50), a beam splitter (21) eo set i" t t that in each end (51, 52) of the coil (50 ) a part of the beam (22) is incident, which in each case passes into the interferometer (40) after exiting the coil (50). 2. Licht1eitanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche der Enden (51, 32) der Glasfaserspu-2. light guide arrangement according to claim 1, characterized in that the end face of the ends (51, 32) of the fiber optic 1· (50) unter einen baatiomtem Winkel zur Faaerachee angeschliffen ist.1 · (50) is ground at a baatiomtem angle to the Faaerachee. In Betraoht gezogene Druckschriften! US-Patentschrift 5 102 955Publications drawn in consideration! U.S. Patent 5,102,955 009822/1127009822/1127 BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
DE19681807247 1968-11-06 1968-11-06 ARRANGEMENT FOR MEASURING ROTATION SPEEDS Pending DE1807247B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19681807247 DE1807247B2 (en) 1968-11-06 1968-11-06 ARRANGEMENT FOR MEASURING ROTATION SPEEDS
GB1258172D GB1258172A (en) 1968-11-06 1969-10-24
FR6938179A FR2022712A1 (en) 1968-11-06 1969-11-06

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19681807247 DE1807247B2 (en) 1968-11-06 1968-11-06 ARRANGEMENT FOR MEASURING ROTATION SPEEDS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE1807247A1 true DE1807247A1 (en) 1970-05-27
DE1807247B2 DE1807247B2 (en) 1971-09-16

Family

ID=5712499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19681807247 Pending DE1807247B2 (en) 1968-11-06 1968-11-06 ARRANGEMENT FOR MEASURING ROTATION SPEEDS

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE1807247B2 (en)
FR (1) FR2022712A1 (en)
GB (1) GB1258172A (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2122920A1 (en) * 1970-06-01 1971-12-16 Gievers J Rotation sensitive polarization converter
US4013365A (en) * 1974-08-29 1977-03-22 The University Of Utah Laser gyroscope
US4120588A (en) * 1976-07-12 1978-10-17 Erik Chaum Multiple path configuration for a laser interferometer
US4120587A (en) * 1975-11-24 1978-10-17 University Of Utah Research Institute Double optical fiber waveguide ring laser gyroscope
US4138196A (en) * 1977-07-06 1979-02-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Fiber interferometer rotary motion sensor
FR2446481A1 (en) * 1979-01-15 1980-08-08 Max Planck Gesellschaft METHOD AND DEVICE FOR MEASURING ROTATION RATES BY THE SAGNAC EFFECT
US4299490A (en) * 1978-12-07 1981-11-10 Mcdonnell Douglas Corporation Phase nulling optical gyro
US4461574A (en) * 1979-12-18 1984-07-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Environmentally independent fiber optic rotation sensor
US4735506A (en) * 1985-04-01 1988-04-05 Litton Systems, Inc. Phase nulling optical gyroscope
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
US4997282A (en) * 1986-09-19 1991-03-05 Litton Systems, Inc. Dual fiber optic gyroscope

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4208128A (en) * 1978-08-23 1980-06-17 Rockwell International Corporation Interferometer gyro using heterodyne phase detection without severe light source coherence requirements
CA1136744A (en) * 1978-08-23 1982-11-30 Rockwell International Corporation Interferometer gyro using heterodyne phase detection
DE2906870A1 (en) * 1979-02-22 1980-09-04 Max Planck Gesellschaft Rotation and revolution rate measurement - using sagnac effect and circularly polarised light faraday phase shift control
FR2461956A1 (en) * 1979-07-24 1981-02-06 Thomson Csf INTERFEROMETRIC DEVICE FOR MEASURING ELECTRICAL CURRENT WITH OPTICAL FIBER
DE3332718C2 (en) * 1983-09-10 1994-12-22 Sel Alcatel Ag Device for measuring the speed of rotation

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2122920A1 (en) * 1970-06-01 1971-12-16 Gievers J Rotation sensitive polarization converter
US4013365A (en) * 1974-08-29 1977-03-22 The University Of Utah Laser gyroscope
US4120587A (en) * 1975-11-24 1978-10-17 University Of Utah Research Institute Double optical fiber waveguide ring laser gyroscope
US4120588A (en) * 1976-07-12 1978-10-17 Erik Chaum Multiple path configuration for a laser interferometer
US4138196A (en) * 1977-07-06 1979-02-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Fiber interferometer rotary motion sensor
US4299490A (en) * 1978-12-07 1981-11-10 Mcdonnell Douglas Corporation Phase nulling optical gyro
FR2446481A1 (en) * 1979-01-15 1980-08-08 Max Planck Gesellschaft METHOD AND DEVICE FOR MEASURING ROTATION RATES BY THE SAGNAC EFFECT
US4461574A (en) * 1979-12-18 1984-07-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Environmentally independent fiber optic rotation sensor
US4735506A (en) * 1985-04-01 1988-04-05 Litton Systems, Inc. Phase nulling optical gyroscope
US4997282A (en) * 1986-09-19 1991-03-05 Litton Systems, Inc. Dual fiber optic gyroscope
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

Also Published As

Publication number Publication date
GB1258172A (en) 1971-12-22
FR2022712A1 (en) 1970-08-07
DE1807247B2 (en) 1971-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1807247A1 (en) Light guide arrangement for measuring rotational speeds
EP0038950B1 (en) Instrument transformer with a ligt guide as sensitive element
DE2538287A1 (en) LASER GYRO
DE2021965C3 (en) Arrangement to minimize the measurement error of a probe caused by natural birefringence
DE4135132A1 (en) SENSOR USING A NON-RECIPROCIAL OPTICAL EFFECT
DE3006580C2 (en)
DE2161205A1 (en) Process for determining refraction and refractometer for carrying out the process
DE2906015A1 (en) INTERFEROMETER
DE3611119C1 (en) Sensor arrangement
DE2250095A1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE DISPLACEMENT OF A MEASURING POINT IN AT LEAST TWO COORDINATE DIRECTIONS
DE3611980A1 (en) LASER GYRO SYSTEM
DE1955911C3 (en) Laser angular speedometer
DE6608924U (en) DEVICE FOR INTERFEROMETRIC MEASUREMENT OF MULTIPLE LENGTHS WITH MONOCHROMATIC LIGHT BEAMS.
CH465892A (en) Interferometer
DE2934192A1 (en) INTERFEROMETER GYROSCOPE DEVICE
EP1053451B1 (en) Fibre optic sagnac interferometer
DE881585C (en) Device for determining the course of the refractive index in inhomogeneous media
DE2634210C2 (en) Interferometer
DE10025395C1 (en) Optical measuring method for object velocity and/or distance uses Sagnac-interferometer with time offset propagation of partial beams along measuring path
DE3436249A1 (en) Method for measuring absolute rotations and arrangement for carrying out the method
DE2012946C3 (en) Device for determining the distance of an object in relation to a defined position with the aid of an interferometer
DE1295239B (en) Stress-optical measuring device
DE1812463A1 (en) Laser gyrometer based on the principle of interference measurement
DE3616245A1 (en) Interferometer system for length and angle measurement
DE2029151C (en) Arrangement for measuring angular velocities using a Sagnac interferometer