DE2749125C3 - Ringlaser-Gyroskopanordnung - Google Patents
Ringlaser-GyroskopanordnungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ringlaser-Gyroskopanordnung
mit einem Gehäuse, das einen Ringlaser in einem Block mit Bohrungen aufnimmt, die einen
rechtwinklig geformten Pfad für einen Laserstrahl festlegen, wobei der Ringlaser nachgiebig zur Durchführung
von Pendelschwingungen um eine Mittelachse und rechtwinklig zu der Ebene des Pfades des Laserstrahles
angeordnet ist, und wobei ein Elektromotor den Ringlaser in Vibrationsbewegungen versetzt
Es ist zur Vermeidung eines Mitziehens in Ringlaser-Gyroskopanordnungen
bekannt (»Laser Applications«,
ίο herausgegeben von Monte Ross, Academic Press, Ina,
New York, N.Y„ 1971, Seiten 134 bis 200, Abschnitt
»The Laser Gyro«), mechanisch in Vibrationen versetzte Spiegel zu verwenden. Insbesondere ist auf Seite 159
dieser Literaturstelle der Begriff des Vibrierens der Spiegel von Laser-Gyroskopanordnungen erläutert Es
ist auch bekannt, einen dreieckförmigen Laserpfad mit
drei Spiegeln zu verwenden, bei welchem der Laserkörper mit den Spiegeln an Blattfedern befestigt
ist und um eins zentrische Achse vibriert, die senkrecht
zur Ebene des Laserpfades verläuft In Zusammenhang mit derartigen bekannten Maßnahmen ist, um die
Spiegel von Laser-Gyroskopanordnungen in mechanische Vibrationen zu versetzen, das individuelle Vibrieren
von Spiegeln bei hohen Frequenzen empfindlich und verhältnismäßig instabil gewesen und hat Ergebnisse
erbracht, die nicht zufriedenstellend und nicht in ausreichendem Maße zuverlässig sind.
Andererseits hat die Verwendung eines dreieckigen Laser-Gyroskop-Pfades, bei dem die gesamte dreieckförmige
Einheit in Vibrationen um eine zentrische Achse versetzt wird, gute Resultate erbracht, hat jedoch
einen Gyroskopaufbau ergeben, der unverhältnismäßig störanfällig war und große Abmessungen hatte. Der
verhältnismäßig starke Streueffekt, der sich aus dem Auftreffwinkel des Lichtes von 30° auf die Spiegel
ergibt, hat verhältnismäßig schlechte Anti-Mitzieheigenschaften ergeben und hat deshalb die Empfindlichkeit
solcher Gyroskope erheblich herabgesetzt. Auch sind unerwünschte Vibrationen auf das Gehäuse des
Gyroskops übertragen worden.
Des weiteren ist aus der DE-AS 12 92 899 und der DE-AS 13 00 320 eine Ringlaser-Gyroskopanordnung
mit einem Ringlaser bekannt, der in einem Gehäuse aufgenommen ist und einen mehreckförmigen Pfad für
die Laserstrahlen definiert. Hierbei setzt ein Elektromotor den Ringlaser in Vibrationsbewegungen gegenüber
dem Gehäuse. Während bei der Anordnung nach der , DE-AS 12 92 899 der Motor nicht zentrisch angeordnet
ist und auch nicht innerhalb einer Öffnung in einem einen Teil des Ringlasers bildenden Block befestigt ist,
ist der gesamte, den Ringlaser bildende Block nach DE-AS 13 00 320 auf einer Welle eines Vibrators
angeordnet und der gesamte Träger auf der Welle befestigt, d. h., daß Welle und Motor außerhalb des
Trägers angeordnet sind, nachdem keine den Motor aufnehmende Öffnung vorhanden ist.
Des weiteren sind aus DE-AS 12 64 835 Ringlaser bekannt, die wahlweise mit dreieck- und mehreckförmigen
Pfaden versehen sind.
Vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine verbesserte Vibrationsisolierung erreicht wird,
wenn der mechanische Antriebsmechanismus für die Vibrationsbewegung des Laser-Gyroskopkörpers zentrisch
innerhalb des Körpers des aktiven Elementes des Lasers angeordnet wird und damit innerhalb des
Raumes liegt, der von dem Laserstrahllichtpfad umschlossen ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Genauigkeit von
Aufgabe der Erfindung ist es, die Genauigkeit von
Ringlaser-Gyroskopanordnungen dadurch zu verbessern, daß die Abgleichbedingungen verbessert werden,
ohne daß jedoch die Gesamtabmessung des Instrumentes vergrößert wird.
Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Ringlaser-Gyroskopanordnung
der gattungsgemäßen Art auf zwei unterschiedliche Arten erreicht, nämlich einmal dadurch,
daß ein Gegengewicht vorgesehen wird, das von dem Elektromotor in Vibrationsbewegung versetzt
wird, die in der Größe gleich, in der Phase jedoch entgegengesetzt zu der VibrationEbewegung des Ringlasers ist, und zum anderen dadurch, daß der
Elektromotor zentrisch innerhalb einer öffnung im Block des Ringlasers befestigt ist
Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Mit der Erfindung wird erreicht, daß durch die Einführung des Gegengewichtes die Abgleichbedinguingen
verbessert werden, so daß die Anordnung mit höherer Genauigkeit ohne Verschiebung gegenüber
einem Träger oszilliert, der erforderlich ist, wenn das
Gerät z. B. in ein Flugsteuersystem eingebaut wird. Die Einführung dieses Gegengewichtes erhöht somit die
Güte des Gerätes.
Des weiteren wird im Falle der erfmdungsgemäßen
Ringlaser-Gyroskopanordnung der Platzbedarf dadurch wesentlich verringert, daß der Motor zentrisch in
einer öffnung im Laserblock befestigt wird; dies steht im Zusammenhang damit, daß im Falle der erfindungsgemäßen
Ausführung ein rechteckförmiger Laserstrahlpfad verwendet wird. Im Gegensatz hierzu ist bei einem
dreieckförmig ausgebildeten Laserstrahlpfad der Platzbedarf des Gerätes zur Unterbringung eines Elektromotors
in der Mitte in einer Öffnung des Blockes so groß, daß ein solches Gerät für viele Anwendungsfälle, bei
denen die Platzersparnis von ausschlaggebender Bedeutung ist, nicht brauchbar ist Andererseits ist eine Form
mit einer Seitenzahl größer als vier an sich brauchbar, ergibt jedoch einen wesentlich komplizierteren Aufbau
und höheren Aufwand.
Zum besseren Verständnis des Wesens der Erfindung werden nachstehend bestimmte theoretische Gesichtspunkte
betrachtet Für die Eingangs-Ausgangs-Eigenschaften einer Ringlaser-Gyroskopanordnung ist es
erwünscht, daß die Charakteristik eine möglichst gerade Linie ist, wobei die Ausgangsschwebungen direkt
proportional der Drehung, auch bei sehr niedrigen Drehgeschwindigkeiten sind, bei denen in einem
Laser-Gyroskop mit Ein-Moden-Betrieb die im Gegensinn drehenden Laserstrahlen zu einer gegenseitigen
Kopplung, d. h. zu einem »Mitziehen« bei einfacher Frequenz tendieren, üo daß keine Ausgangsschwebungen
erzeugt werden.
Wenn der Laserkörper mit einer Vibrationsfrequenz schwingt, folgt die Ansprechcharakteristik ziemlich
genau der idealen linearen Charakteristik, insbesondere für niedrige Eingangsdrehgeschwindigkeiten. Es tritt
jedoch häufig eine geringe Abweichung von der Charakteristik in der Nähe der Vibrationsfrequenz auf.
Die Größe der Abweichung von der Linearität, die durch das Vibrieren bedingt wird, ist eine Funktion der
Tendenz des Laser-Γ··· ->ps zum »Mitziehen«, d.h.
der Tendenz der beiden entgegengesetzt wandernden Strahlen, bei bestimmten Drehgeschwindigkeiten mit
der gleichen Frequenz zu schwingen. Diese Tendenz des »Mitziehens« bei einem Laser-Gyroskop ist eine
Funktion einer Anzahl von Faktoren, deren einer diie Rückstreuung ist. Die Tendenz der beiden in entgegengesetzten
Richtungen um den Laserlichtstrahlpfad wandernden Strahlen, sich miteinander zu verriegeln, ist
eine Funktion der Reflexion in der ursprünglichen Richtung des auf die Spiegel um den Laserstrahlpfad
auftreffenden Lichtes. Fig.4 zeigt eine graphische
Darstellung der relativen Intensität der Rückstreuung in Abhängigkeit von dem Lichtauftreffwinkel relativ zu
einer Linie, die im rechten Winkel zu der Spiegeloberfläche orientiert ist Der Auftreffwinkel für einen
dreieckförmigen Strahlpfad beträgt 30°, während für den Strahlpfad in einem rechteckförmigen Gyroskop,
wie es bei der dargestellten Anordnung gezeigt ist, der
Auftreffwinkel 45° beträgt
Wie in F i g. 4 gezeigt, beträgt die relative Rückstreuintensität,
die in willkürlichen Einheiten aufgetragen ist, für einen Auftreffwinkel von 45° etwa 1,2 (s. Punkt 94),
während die Rückstreuung für einen Auftreffwinkel von 30° etwa 2,32 (s. Punkt 96) beträgt Dies entspricht
einem ungefähren Streuverhältnis bei 45° gegenüber 30° von angenähert 0,52. Dies ist gleich einem
Amplitudenverhältnis der Quadratwurzel von 0,52, also
etwa gleich 0,72. Entsprechend ist der Streufeldvektor eines typischen Laserspiegels bei 45° kleiner als 3/4 des
Wertes bei 30°. Die Größe des Mitzieheffektes ist auf die Zufallsvektorsumme der Streugruppen im Laser-Gyroskop
bezogen. Für Vergleichswerte beträgt somit der Wert für ein Gyroskop mit drei Spiegeln Ix1QUh.
etwa 1,7 in normierten Einheiten, im Vergleich zu 0,72 χ i/4", d. h. 1,44 in den gleichen normierten Einheiten
für ein rechteckförmiges Gyroskop mit vier Spiegeln. Die Streuamplitude wird somit im Mittel für eine
rechteckförmige Konfiguration im Vergleich zu einer dreieckförmigen erheblich reduziert
Die rechteckförmige Ausbildung der Laser-Gyroskopanordnung ermöglicht, wie weiter oben bereits
ausgeführt, daß der Drehmomentmotor innerhalb des Laserstrahlpfades befestigt werden kann, während dies
bei dem wesentlich geringeren zur Verfügung stehenden Platz innerhalb der dreieckförmigen Anordnung
praktisch nicht möglich ist. Die Platzeinsparung, die sich aus der Verwendung der rechteckförmigen Ausbildung
im Vergleich zu einer dreieckförmigen Ausbildung ergibt, beträgt etwa 50%, bzw. die rechteckförmige
Ausbildung ist in ihren Größenabmessungen mindestens ein Drittel kleiner als die entsprechende dreieckförmige
Ausbildung.
Während der Laserkörper vorzugsweise aus Quarz hergestellt ist kann er beispielsweise auch aus
U.L.E.-Titansilikat oder aus anderem entsprechendem Material hergestellt sein. Auch kann die Art der
Aufhängung und/oder der Drehmomentmotor anders gewählt werden als bei der nachstehend beschriebenen
speziellen Ausführungsform der Erfindung erläutert, und der Laserkörper kann beispielsweise auch um eine
andere Achse als die Mittelachse schwingen.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles
erläutert. Es zeigt
F i g. 1 teilweise im Schnitt eine Ansicht des Laserkörpers, wie er in der Anordnung nach den F i g. 2
und 3 verwendet wird,
F i g. 2 eine aufgeschnittene Aufsicht auf eine Ringlaser-Gyroskopanordnung,
F i g. 3 eine Querschnittsansicht der Anordnung nach F i g. 2 und
F i g. 4 eine graphische Darstellung der Rückstreuung in Abhängigkeit von dem Lichtauftreffwinkel eines
Lasers.
F i g. 1 zeigt einen Quarzlaserkörper 12 mit einer Anzahl von in ihn eingeschnittenen Öffnungen und
Kanälen. Die inneren Kanäle des Quarzblockes 12, von denen vier, z. B. Kanäle 22 und 24, einen rechteckförmigen
Laserstrahlpfad festlegen, sind abgedichtet, und Gas ist innerhalb der öffnungen und Kanäle des Quarzblokkes
vorhanden. Insbesondere besteht das Gas etwa aus 90% Helium und 10% Neon, und der Gasdruck beträgt
etwa 3 Torr, entsprechend 3,9996 mbar.
In Übereinstimmung mit der bekannten Lasertechnologie sind zwei Kathoden 14 und 16 sowie zwei Anoden
18 und 20 mit dem Quarzkörper 12 so befestigt, daß eine Gasentladung zwischen Kathode 14 und Anode 18 im
Kanal 22 sowie zwischen Kathode 16 und Anode 20 im Kanal 24 ausgebildet wird. Entsprechende Getieranordnungen
26 und 28 sind an den beiden entgegengesetzten Enden des Quarzblockes 12 vorgesehen. Wie bekannt,
wird das aktive Metall in den Getteranordnungen 26 und 28 verwendet, um Verunreinigungen von dem Gas
innerhalb der Kanäle im Quarzkörper 12 zu absorbieren. An den vier Ecken des Pfades für die Laserstrahlen
sind Spiegel 32, 34, 36 und 38 angeordnet. Zweien der Spiegel 32 und 38 ist je eine Ausgangsanordnung 40 und
41 zugeordnet, von der Schwebungen festgestellt werden, um eine Drehung der Ringlaser-Gyroskopanordnung
zu ermitteln. Derartige Anordnungen sind bekannt.
Alle vorstehend beschriebenen Elemente, die die
Ringlaseranordnung darstellen und die die Spiegel, die Kathoden, die Anoden und die Getteranordnungen
umfassen, sind gegenüber dem Quarzkörper 12 einwandfrei abgedichtet, so daß das Gas innerhalb der
Kanäle des Quarzkörpers auf dem richtigen Druck und frei von Verunreinigungen gehalten wird.
Eine Laserwirkung tritt in einem Ein-Moden-Betrieb bei etwa 5 χ 10'"Hz auf. Dies entspricht einer
Wellenlänge von etwa 0,633 Mikron, und die resultierende Leuchterscheinung hat eine brillante, leicht rote
Farbe.
Eine abgestufte Öffnung 42 ist in der Mitte des rechteckförmigen Quarzblockes 12 angeordnet. Sie
nimmt den Antriebsmechanismus zum Vibrieren bzw. »Zittern« (dithering) des Laser-Gyroskopkörpers 12
auf, wie nachfolgend in Verbindung mit den F i g. 2 und 3 beschrieben ist.
Das äußere Gehäuse für die Ringlaser-Gyroskopanordnung besteht aus dem Boden 44, Seiten 46 und der
Oberseite 48 (F i g. 3). Zusätzlich ist mit dem Boden 44 ein zylindrischer Tragring 50 befestigt, und ein ähnlicher
zylindrischer Tragring 52 erstreckt sich von der Oberseite 48 des Gehäuses nach abwärts.
Der Laserkörper 12 nach F i g. 1 ist federnd nachgiebig an jedem der zylindrischen Ringe 50 und 52
über einen Satz von drei Blattfedern befestigt Der obere Satz dreier Blattfedern 54, 56 und 58 ist in der
Darstellung nach F i g. 2 sichtbar. Diese Blattfedern 54, 56 und 58 erstrecken sich in radialer Richtung von dem
oberen Ring 52 nach innen und sind mit einer ersten magnetischen Anordnung 60 befestigt, die ein Element
des Antriebsmotors darstellt und ihrerseits mit dem Laserkörper 12 fest verbunden ist Ein zweiter ähnlicher
Satz von drei Blattfedern ist im unteren Teil der Anordnung vorhanden. Eine solche Feder 62 ist in
F i g. 3 teilweise sichtbar; sie erstreckt sich in radialer Richtung von der linken Seite des Tragringes 50, der
einen Teil des Rahmens bildet, nach innen.
Wenn der Quarzkörper in einem kleinen Winkel um die zentrische Achse der Anordnung in einer Richtung
hin und her vibriert, führt ein Gegengewicht Vibrationen entgegengesetzter Phasenlage um die gleiche
Achse aus. Das Gegengewicht besteht aus zwei äußeren zylindrischen Säulen 64 und 66, oberen und unteren
Überbrückungsgliedern 68 und 70 und einer zentrischen
axialen Anordnung 72. In F i g. 2 ist der obere Teil 48 des Gehäuses vollständig entfernt, und das obere Überbrükkungsglied
68 der Gegengewichtsanordnung ist weggeschnitten gezeigt, damit die Halterungen für den
Quarzlaserkörper und auch für das Gegengewicht sichtbar werden. Wie vorstehend erwähnt, wird der
Quarzlaserkörper von den Federn 54, 56, 58 an dem zylindrischen Rahmenbauteil 52 gehalten. In ähnlicher
Weise ist der zentrische Teil 72 der Gegengewichtsan-Ordnung an dem Rahnienbauiei! 52 über die drei Federn.
74, 76 und 78 abgestützt Am unteren Ende des zentrischen Teiles 72 der Gegengewichtsanordnung ist
der vorerwähnte zweite Satz von drei Blattfedern vorgesehen, um die Gegengewichtsanordnung mit der
unteren zylindrischen Ringhalterung 50 zu verbinden und federnd nachgiebig zu befestigen. Wie in F i g. 3
gezeigt, ist eine andere der unteren Blattfedern, nämlich die Feder 80 so gezeigt, daß sie sich zwischen der
rechten Seite des Halteringes 50 und dem unteren Teil des zentrischen Teiles 72 der Gegengewichtsanordnung
zusätzlich zur vorerwähnten Feder 62 erstreckt. Alle 12
Blattfedern spannen die Ringlaseranordnung, die den Quarzblock 12 und alle zugeordneten Elemente enthält,
wie auch das Gegengewicht in eine zentrische Ruheposition vor.
Mit der zentrischen Anordnung 72 der Gegengewichtsanordnung ist eine zweite magnetische Vorrichtung
82 befestigt, die zusammen mit der ersten magnetischen Vorrichtung 60 einen Antrieb für den
Laserkörper 12 und das im Gegensinne vibrierende Gegengewicht 64, 66, 68 und 72 bildet. Eine der
magnetischen Vorrichtungen, z. B. 60, kann als Stator, und die andere magnetische Vorrichtung, z. B. 132, als
Rotor des Drehmomentmotors angesehen werden. Die Achse der Vibrationsbewegung kann als gemeinsame
Achse bezeichnet werden.
Eine der magnetischen Vorrichtungen ist mit einer Wicklung versehen, durch deren Erregung der Motor
angetrieben werden kann. Insbesondere stellen die magnetischen Vorrichtungen 60 und 82 miteinander
einen Elektromotor mit Stator- und Rotorelementen dar, der einen GS-Drehmomentmotor bildet, welcher
für vorliegenden Zweck mit Hilfe einer WS-Erregung betätigbar ist derart, daß jedes der Elemente eine
pendeiförmige Vibrationsbewegung nach Art des Rotors eines Drehmomentmotors ausführt Da eines der
Motorelemente auf dem Ringlaser und das andere auf dem Gegengewicht angeordnet ist können beide
ähnlich wie ein Rotor, jedoch mit einer Vibrationsbewegung in Gegenphase, arbeiten.
Der Drehmomentmotor, der aus den beiden magnetischen
Vorrichtungen 60 und 82 aufgebaut ist, wird elektrisch mit der mechanischen Resonanzfrequenz des
Quarzlaserkörpers 12 und seiner ihn abstützenden Blattfedern in Vibration versetzt Diese Frequenz ist
zweckmäßigerweise identisch mit der Resonanzfrequenz der Gegengewichtsanordnung mit den sie
abstützenden Federn. Diese Resonanzfrequenz kann beispielsweise in der Größenordnung von 150Hz
betragen. Es kann aber auch eine andere gewünschte Frequenz von einigen Hz bis mehreren Hundert oder
mehreren Tausend Hz angewendet werden.
Bei der Anordnung nach den Fig.2 und 3 wird die
Bei der Anordnung nach den Fig.2 und 3 wird die
Energieeinspeisung an den Drehmomentmotor, der durch die magnetischen Vorrichtungen 60 und 82
gebildet ist, auf einem verhältnismäßig niedrigen Wert gehalten, so daß der maximale Ausschlag der Vibrationen
des Quarzkörpers 12 auf einem Wert kleiner als 1° gehalten wird. Insbesondere beträgt bei der dargestellten
Ausführungsform der maximale Ausschlag etwa 800 Bogensekunden, was etwa 2/9 eines Grades entspricht.
Das Gegengewicht vibriert in entgegengesetzter Richtung synchron damit, jedoch in Gegenphase zu den
Bewegungen des Quarzkörpers. Das Trägheitmoment des Gegengewichtes ist etwa gleich und entgegengesetzt
dem des Quarzkörpers 12. Entsprechend sind,
wenn das Gegengewicht ein Trägheitsmoment von einem Bruchteil, z. B. ein Fünftel des Trägheitsmomentes
des Quarzkörpers besitzt, die Ausschläge etwa 5mal größer als die des Quarzkörpers und betragen deshalb
etwal".
Da die zylindrischen Tragringe 50 und 52 mit dem Quarzkörper 12 und dem Gegengewicht in gleichen
Amplituden, jedoch in entgegengesetzten Richtungen und synchron miteinander vibrieren, werden nur
geringe oder keine Vibrationen von dem Gehäuse der Laser-Gyroskopanordnung auf umliegende elektronische
Elemente oder andere Flugzeuginstrumente, die vibrationsempfindlich sind, übertragen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
•30 246/31E
Claims (7)
1. Ringlaser-Gyroskopanordnung mit einem Gehäuse, das einen Ringlaser in einem Block mit
Bohrungen aufnimmt, die einen rechtwinklig geformten Pfad für einen Laserstrahl festlegen, wobei
der Ringlaser nachgiebig zur Durchführung von Pendelschwingungen um eine Mittelachse und
rechtwinklig zu der Ebene des Pfades des Laserstrahles angeordnet ist, und wobei ein Elektromotor
den Ringlaser in Vibrationsbewegungen versetzt, gekennzeichnet durch ein Gegengewicht
(64,68,68,70,72), das von dem Elektromotor (60,82)
in Vibrationsbewegung versetzt wird, welche in der Größe gleich, in der Phase jedoch entgegengesetzt
zu der Vibrationsbewegung des Ringlasers (12) ist
Z Ringlaser-Gyroskopanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengewicht
(64—72) und der Ringlaser (12) so befestigt sind, daß sie eine Vibrationsbewegung um eine gemeinsame
Achse ausführen.
3. Ringlaser-Gyroskopanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den
Ringlaser und das Gegengewicht die gleiche mechanische Grundresonanzfrequenz gewählt ist.
4. Ringlaser-Gyroskopanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
Befestigungsfedern (74, 76, 78) vorgesehen sind, die das Gegengewicht (64—72) mit dem Gehäuse
(44—52) verbinden, und daß getrennte andere Befestigungsfedern (54, 56, 58) vorgesehen sind, die
den Ringlaser (I2) mit dem Gehäuse (44-52)
verbinden, wobei die Federn den Ringlaser und das Gegengewicht in eine Ruheposition vorspannen.
5. Ringlaser-Gyroskopanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsfedern
(54, 56, 58; 74, 76, 78) zwei Gruppen von axial versetzten, in radialer Richtung orientierten Blattfedern
sind.
6. Ringlaser-Gyroskopanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Elektromotor (60, 82) Stator- bzw. Rotorelemente aufweist, die einen GS-Drehmomentmotor bilden,
der mit Hilfe einer WS-Erregung betätigbar ist, derart, daß jedes der Elemente eine pendeiförmige
Vibrationsbewegung nach Art des Rotors eines Drehmomentmotors ausführt, wobei eines der
Motorelemente auf dem Ringlaser und das andere auf dem Gegengewicht befestigt ist.
7. Ringlaser-Gyroskopanordnung mit einem Gehäuse, das einen Ringlaser in einem Block mit
Bohrungen aufnimmt, die einen rechtwinklig geformten Pfad für den Laserstrahl festlegen, wobei
der Ringlaser nachgiebig zur Durchführung von Pendelschwingungen um eine Mittelachse und
rechtwinklig zu der Ebene des Pfades des Lagerstrahles aufgenommen wird, und wobei ein Elektromotor
den Ringlaser in Vibrationsbewegungen versetzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor
(60,82) zentrisch innerhalb einer Öffnung (42) im Block des Ringlasers (12) befestigt ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/741,619 US4115004A (en) | 1976-11-15 | 1976-11-15 | Counterbalanced oscillating ring laser gyro |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2749125A1 DE2749125A1 (de) | 1978-05-18 |
DE2749125B2 DE2749125B2 (de) | 1980-03-13 |
DE2749125C3 true DE2749125C3 (de) | 1980-11-13 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4115004A (de) |
JP (1) | JPS5362497A (de) |
CA (1) | CA1077603A (de) |
DE (1) | DE2749125C3 (de) |
FR (1) | FR2370956A1 (de) |
GB (1) | GB1536081A (de) |
IL (2) | IL53118A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4128195A1 (de) * | 1991-08-24 | 1993-02-25 | Honeywell Regelsysteme Gmbh | Befestigungsvorrichtung fuer ringlaserkreisel |
Families Citing this family (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4548501A (en) * | 1978-01-03 | 1985-10-22 | Raytheon Company | Laser gyroscope system |
IL57936A (en) * | 1978-10-02 | 1982-07-30 | Litton Systems Inc | Ring laser with adjustable mirrors |
US4243324A (en) * | 1979-03-21 | 1981-01-06 | The Singer Company | Feedback system for controlling lock-in in spring suspended ring laser gyroscope |
US4255054A (en) * | 1979-03-21 | 1981-03-10 | The Singer Company | Lock-in control system for spring suspended ring laser gyroscope |
US4325033A (en) * | 1979-07-02 | 1982-04-13 | Rockwell International Corporation | Pneumatically dithered laser gyro |
IL61156A (en) * | 1979-11-05 | 1983-07-31 | Litton Systems Inc | Dithered ring laser with minimized mirror backscattering |
US4309107A (en) * | 1980-01-11 | 1982-01-05 | Litton Systems, Inc. | Laser gyro dither mechanism |
CA1154851A (en) * | 1980-03-24 | 1983-10-04 | Litton Systems, Inc. | Acoustically dithered ring laser gyro |
US4314174A (en) * | 1980-03-25 | 1982-02-02 | Litton Systems, Inc. | Piezoelectric transducer drive having temperature compensation |
US4349183A (en) * | 1980-08-04 | 1982-09-14 | Litton Systems Inc. | Spring for a ring laser gyro dither mechanism |
US4397027A (en) * | 1981-01-05 | 1983-08-02 | Raytheon Company | Self-compensating gas discharge path for laser gyro |
US4436423A (en) * | 1981-09-14 | 1984-03-13 | The Singer Company | Ring laser gyroscope suspension |
JPS5847224U (ja) * | 1981-09-25 | 1983-03-30 | 加瀬 芳男 | 脇挾みバツグ |
GB2111297B (en) * | 1981-10-28 | 1985-06-12 | British Aerospace | Oscillatory drive mechanisms |
DE3150160A1 (de) * | 1981-12-18 | 1983-06-30 | Honeywell Gmbh, 6050 Offenbach | Ringlaserkreisel |
US4711575A (en) * | 1982-04-01 | 1987-12-08 | Litton Systems, Inc. | Non-pendulous counter-balanced dither mechanism for laser gyro |
US4477188A (en) * | 1982-04-16 | 1984-10-16 | The Singer Company | Monolithic three axis ring laser gyroscope |
US4597667A (en) * | 1982-12-09 | 1986-07-01 | Litton Systems, Inc. | Dither controller for ring laser angular rotation sensor |
ZA844479B (en) * | 1983-06-20 | 1985-04-24 | Sunstrand Optical Technologies | Downhole ring laser gyro |
GB2143076A (en) * | 1983-07-05 | 1985-01-30 | Litton Systems Inc | Laser mode control |
DE3333306A1 (de) * | 1983-09-15 | 1985-04-04 | Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH, 7770 Überlingen | Zitterfeder fuer ringlasergyroskope |
US4534648A (en) * | 1983-11-07 | 1985-08-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Gyro sensor block suspension |
ZA854142B (en) * | 1984-06-15 | 1986-01-29 | Sundstrand Data Control | Body dithered laser gyro assembly |
US4751718A (en) * | 1985-05-10 | 1988-06-14 | Honeywell Inc. | Dither suspension mechanism for a ring laser angular rate sensor |
GB2178890B (en) * | 1985-08-06 | 1989-06-07 | Ferranti Plc | Dither mechanism for ring laser gyroscope |
US4672624A (en) * | 1985-08-09 | 1987-06-09 | Honeywell Inc. | Cathode-block construction for long life lasers |
US4634091A (en) * | 1985-09-16 | 1987-01-06 | Litton Systems, Inc. | Support for ring laser gyro |
DE3544074A1 (de) * | 1985-12-13 | 1987-06-19 | Teldix Gmbh | Einrichtung zur erzeugung von drehschwingungen fuer ringlasergyroskope |
US4790657A (en) * | 1986-03-18 | 1988-12-13 | Litton Systems, Inc. | Ring laser gyroscope curved blade flexure and support ring assembly and method |
US4733966A (en) * | 1986-04-01 | 1988-03-29 | Litton Systems, Inc. | Tuning mechanism for dither frequencies in a ring laser gyroscope |
US5196905A (en) * | 1988-06-22 | 1993-03-23 | Litton Systems, Inc. | Radio frequency excited ring laser gyroscope |
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 |
US4890812A (en) * | 1988-02-01 | 1990-01-02 | Litton Systems, Inc. | Temperature compensated mount for supporting a ring laser gyro |
DE3805631A1 (de) * | 1988-02-24 | 1989-09-07 | Teldix Gmbh | Drehschwingungsantrieb |
US4847855A (en) * | 1988-03-31 | 1989-07-11 | Honeywell Inc. | Thermally neutral dither motor design |
US4884283A (en) * | 1988-12-20 | 1989-11-28 | Litton Systems, Inc. | Ring laser gyroscope mirror orientation system and method |
US5056102A (en) * | 1989-05-15 | 1991-10-08 | Honeywell Inc. | Getter assembly |
DE3918050A1 (de) * | 1989-06-02 | 1990-12-13 | Honeywell Regelsysteme Gmbh | Ringlaserkreisel |
DE3918049A1 (de) * | 1989-06-02 | 1990-12-13 | Honeywell Regelsysteme Gmbh | Ringlaserkreisel mit drehschwingeinrichtung |
DE3918048A1 (de) * | 1989-06-02 | 1990-12-13 | Honeywell Regelsysteme Gmbh | Ringlaserkreisel |
GB8917420D0 (en) * | 1989-07-29 | 1990-01-04 | British Aerospace | Dither arrangements |
US5088825A (en) * | 1989-12-27 | 1992-02-18 | Honeywell Inc. | Housing and support assembly for ring laser gyroscope |
US5116130A (en) * | 1990-10-31 | 1992-05-26 | Litton Systems, Inc. | Ring laser gyroscope mount |
US7548318B2 (en) * | 2007-04-13 | 2009-06-16 | Custom Sensors & Technologies, Inc. | Dithering mechanism for eliminating zero-rate bias in a gyroscope |
RU2611710C1 (ru) * | 2015-11-24 | 2017-02-28 | Акционерное общество "Концерн Радиоэлектронные технологии" (АО "КРЭТ") | Бесплатформенная инерциальная навигационная система |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2838137A (en) * | 1955-01-17 | 1958-06-10 | Lord Mfg Co | Self tuning vibration absorber |
US3373650A (en) * | 1965-04-02 | 1968-03-19 | Honeywell Inc | Laser angular rate sensor |
US3600095A (en) * | 1968-05-09 | 1971-08-17 | Agency Ind Science Techn | Differential ring laser |
US3841758A (en) * | 1972-09-28 | 1974-10-15 | J Gievers | Rotation sensitive retarder |
-
1976
- 1976-11-15 US US05/741,619 patent/US4115004A/en not_active Expired - Lifetime
-
1977
- 1977-10-04 CA CA288,123A patent/CA1077603A/en not_active Expired
- 1977-10-13 IL IL53118A patent/IL53118A/xx unknown
- 1977-10-13 IL IL57792A patent/IL57792A/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-10-20 GB GB43782/77A patent/GB1536081A/en not_active Expired
- 1977-11-03 DE DE2749125A patent/DE2749125C3/de not_active Expired
- 1977-11-07 FR FR7733436A patent/FR2370956A1/fr active Granted
- 1977-11-11 JP JP13485877A patent/JPS5362497A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4128195A1 (de) * | 1991-08-24 | 1993-02-25 | Honeywell Regelsysteme Gmbh | Befestigungsvorrichtung fuer ringlaserkreisel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4115004A (en) | 1978-09-19 |
JPS5362497A (en) | 1978-06-03 |
IL53118A0 (en) | 1978-04-30 |
DE2749125B2 (de) | 1980-03-13 |
IL57792A (en) | 1980-05-30 |
DE2749125A1 (de) | 1978-05-18 |
FR2370956A1 (fr) | 1978-06-09 |
JPS5512752B2 (de) | 1980-04-03 |
GB1536081A (en) | 1978-12-20 |
IL57792A0 (en) | 1979-11-30 |
IL53118A (en) | 1980-05-30 |
FR2370956B1 (de) | 1982-09-17 |
CA1077603A (en) | 1980-05-13 |
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