DE2917442A1 - Einrichtung zur messung der rotationsgeschwindigkeit - Google Patents

Einrichtung zur messung der rotationsgeschwindigkeit

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DE2917442A1 DE19792917442 DE2917442A DE2917442A1 DE 2917442 A1 DE2917442 A1 DE 2917442A1 DE 19792917442 DE19792917442 DE 19792917442 DE 2917442 A DE2917442 A DE 2917442A DE 2917442 A1 DE2917442 A1 DE 2917442A1
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Description

F.Leitl-4
Einrichtung zur Messung der Rotationsgeschwindigkeit
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Messung der Rotationsgeschwindigkeit wie in der DE-OS 25 38 287 beschrieben.
Aufgabe
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung anzugeben, nach der aus den beiden Teilstrahlen, die nach gegensinnigem Durchlaufen der Lichtleitfaser einander überlagert werden, auf sichere Weise die Rotationsgeschwindigkeit ermittelt werden kann.
Lösung
Die Lösung erfolgt mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Vorteile
Das neue Auswerteverfahren läßt sich auf einfache Weise realisieren. Durch die Verwendung von impulsförmigen Signalen können die einander überlagerten Signale jeweils einem bestimmten Umlauf zugeordnet werden. Zur Bestimmung der Rotationsgeschwindigkeit werden Wechselspannungen bekannter Frequenz (z.B. 100 kHz) ausgewertet, was mit hoher Dynamik und Genauigkeit erfolgen kann. Die Auswertung erfolgt so schnell, daß sie durch Störungen, die auf
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Einwirkungen auf die Lichtausbreitung in der Lichtleitfaser, die alle langsam erfolgen, nicht verfälscht wird. Durch die periodische Auswertung wird der Einfluß des thermisch bedingten "Faser-Rauschens" stark reduziert.
Beschreibung
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt
Fig.1 ein Blockschaltbild der Einrichtung zur Messung der Rotationsgeschwindigkeit;
1.0 Fig. 2 die zur Steuerung des Lasers und der Auswertung verwendeten Taktimpulse;
Fig.3 die Aniplitudenabhängigkeit der Lichtimpulse von der Anzahl der Umläufe und der Dämpfung in der Lichtleitfaser;
Fig.4 Torimpulse zur Ausblendung von Signalen, die
nicht zwei aufeinanderfolgenden Umläufen zugeordnet sind;
Fig.5-7 die bei der Auswertung vorkommenden Signale;
Fig.8 die auf den optisch/elektrischen Wandlern vorhandene Lichtintensitätsverteilung.
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Es wird zunächst anhand der Fig.1 der Aufbau der Einrichtung zur Messung von Rotationsgeschwindigkeiten beschrieben.
In einem Laser 1 erzeugte Lichtimpulse werden einer optischen Verzweigung 5 zugeführt, die die Lichtimpulse in jeweils zwei Lichtimpulse mit gleichen Amplituden aufteilt, die eine ringförmig angeordnete Lichtleitfaser in entgegengesetzten Richtungen durchlaufen. Die ringförmige Schleife weist eine oder mehrere kreisförmige Windungen auf. Nach dem Durchlaufen der Schleife gelangen, die beiden Lichtimpulse, die die Schleife gegensinnig durchlaufen haben, wieder zu der optischen Verzweigung 5, die jetzt jeweils einen bestimmten Anteil der beiden Lichtimpulse zu einer optisch/elektrischen Wandlereinrichtung 3 ausgekoppelt und den Rest zum nächsten Umlauf in die Schleife durchläßt. Dies wiederholt sich mehrmals.
Die optische Verzweigung wird von vier Lichtleitfaserenden gebildet; zwei hiervon gehören zu der Schleife eines zu einer Lichtleitfaser, die zu dem Laser 1 führt und das übrige zu einer Lichtleitfaser, die die ausgekoppelten Impulse zu der optisch/elektrischen Wandlereinrichtung weiterleitet. Die vier Enden der Lichtleitfaser sind unter 45° angeschliffen, teilverspiegelt und stoßen an ihren Schnittflächen aneinander an. Die optische Verzweigung kann auch als integrierte Dünnschichtoptik ausgeführt sein.
Die optische Verzweigung läßt von jedem vom Laser abgegebenen Impuls einen bestimmten Anteil direkt zu der optisch/ elektrischen Wandlereinrichtung durch. Das entsprechende elektrische Ausgangssignal des Wandlers kann dazu verwendet werden, den Laser so zu steuern, daß er Impulse mit
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„ Q _
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konstanter Amplitude abgibt. Dies ist in der Fig.1 nicht dargestellt.
Die von der optischen Verzweigung 5 ausgekoppelten Impulse überlagern sich einander und werden der 5 optisch/elektrischen Wandlereinrichtung 3 zugeführt. Sie enthält zwei benachbart angeordnete optisch/elektrische Wandler 21, 22 und wird anhand der Fig.8 näher erläutert. Die Ausgangssignale dieser optisch/elektrischen Wandler 21, 22 werden in der Wandler-Einrichtung 3 Einrichtungen 6, 7 zugeführt, die die Summe Σ bzw. die Differenz Δ dieser Signale bilden.
Das Summensignal wird einer Einrichtung 8 zugeführt, die die Polarität des Summensignals ändert. Die Steuerung erfolgt durch einen Taktgenerator 15. Der steuerbare Wechselspannungsteiler 9 wird von einem Mikrorechner gesteuert, dem der Taktgenerator 15 ebenfalls Taktimpulse liefert. Die Ausgangssignale des steuerbaren Wechselspannungsteilers 9 und die Δ-Signale werden einer Differenzbiidungsschaltung 11 zugeführt.
Von dem durch diese Differenzbildung erzeugten Signal wird von einer Torschaltung (14) nur der Teil zu einem ersten hochselektiven Verstärker, der einen kohärenten Gleichrichter enthält, durchgelassen, der zwei aufeinanderfolgenden Impulsen zugeordnet ist. Die Torschaltung 14 wird von dem Taktgenerator 15 gesteuert. Das Ausgangssignal des hochselektiven Verstärkers 12 wird dem Mikrorechner 10 zugeführt.
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_ Q —.
Der Taktgenerator 15 steuert außerdem noch den Abstrahlzeitpunkt der Laserimpulse, den ersten hochselektiven Verstärker 12 und einen zweiten hochselektiven Verstärker 17, der ebenfalls einen kohärenten Gleichrichter enthält und der ebenfalls das Ausgangssignal der Torschaltung 14 erhält. Bevor jedoch das Taktsignal dem ersten Verstärker 12 zugeführt wird, wird seine Taktfrequenz f„, auf 2^ verdoppelt. Anstelle der Frequenzverdopplung ist es auch möglich, in einem Taktgenerator die Frequenz 2ίφ zu erzeugen und daraus über einen Teiler die Frequenz f„ abzuleiten.
Der zweite Verstärker 17 regelt ein Faserstellglied 16. Das Faserstellglied erzeugt für die Lichtimpulse, die die Lichtleitfaser gegensinnig durchlaufen, unterschiedliche Änderungen der effektiven Weglänge. Dies ist möglich durch eine Beeinflussung der ohnehin vorhandenen Doppelbrechungseffekte in der Lichtleitfaser. Es erfolgt vorteilhafterweise eine thermische, magnetische oder elektrostatische Beeinflussung. Zur thermischen Beeinflussung kann ein bestimmter Teil der Lichtleitfaser von Heizdrähten umgeben sein.
Die einzelnen verwendeten Bauelemente werden nicht näher erläutert; sie sind allgemein bekannt. Als selektiver Verstärker kann ein von der Funkempfängertechnik her bekannter verwendet werden. Kohärente Gleichrichter sind in dem Buch "Angle modulation, the theory of system assessment", von J.H.Roberts, Verlag Peter Peregrinus Ltd., England, 1977 insbesondere im Kapitel 10.6 beschrieben. Die verwendeten optischen und elektro/optischen Bauelemente sind beispielsweise in dem Artikel "Optical-Fiber Transmission Links" von T.A.Eppes, Electronic Design 23, 8.November 1977 auf den Seiten 64-71 beschrieben.
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Anhand der Fig.2 bis 8 wird die Funktionsweise der Meßeinrichtung nach Fig.1 näher erläutert.
In der Fig.2 sind die von dem Taktgenerator 15 abgegebenen Taktimpulse dargestellt. Sie haben die Frequenz fT=7— und eine Länge τ, mit τ=—, L = Länge der Lichtleitfaser zwischen Ein- und Auskoppelpunkt EK, AK und V=Lichtgeschwindigkeit in der Faser. Diese Taktimpulse werden für den ersten Verstärker 12 in einem Taktwandler in Taktimpulse mit der Frequenz 2f„ umgewandelt.
Wie bereits erwähnt gibt der Laser während der Zeit 0 bis τ einen Lichtimpuls ab, der durch die optische Verzweigung in zwei Lichtimpulse aufgeteilt wird. Diese Lichtimpulse durchlaufen die Lichtleitfaser 2 gegensinnig. Der Abstand des Lasers zur optischen Verzweigung kann so klein gewählt werden, daß die Laufzeit des Laserimpulses auf dieser Strecke vernachlässigt werden kann. Außerdem hat diese Laufzeit auf die Messung der Rotationsgeschwindigkeit keinen direkten Einfluß, weil sie von der Rotation nicht beeinflußt wird.
Somit gehen von der optischen Verzweigung während der Zeit 0 bis τ zwei Lichtimpulse aus. Befindet sich die Meßeinrichtung in Ruhe, dann treffen die Vorderflanken der Lichtimpulse nach ihrer Laufzeit τ durch die Lichtleitfaser wieder an der optischen Verzweigung ein und diese Lichtimpulse (genauer gesagt jeweils ein Teil davon) sind noch bis zum Zeitpunkt 2τ an der optischen Verzweigung vorhanden. Anschließend treffen bereits die Vorderflanken der Lichtimpulse nach dem zweiten Umlauf an der optischen Verzweigung ein.
Die Amplituden ändern sich von Umlauf zu Umlauf nicht nur infolge ihrer Dämpfung in der Lichtleitfaser, sondern auch deshalb, weil nach jedem Umlauf ein bestimmter Anteil ausgekoppelt wird. Diese ausgekoppelten Impulse haben nach
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dem ersten Umlauf eine Intensität P1-, nach dem zweiten P2 usw. (Fig.3).
Befindet sich die Meßeinrichtung in Ruhe, dann treffen die ausgekoppelten Impulse an der optischen Verzweigung gleichzeitig ein, vorausgesetzt, man vernachlässigt Störungen bei der Ausbreitung in der Lichtleitfaser. Bei einer Rotation erfolgt für den einen Lichtimpuls eine geringe Vergrößerung der Laufzeit und für den anderen eine entsprechende Verkleinerung (Sagnac-Effekt). Bei der überlagerung der aus den Lichtimpulsen ausgekoppelten Impulse sind die Trägerschwingungen der ausgekoppelten Impulse gegeneinander phasenverschoben und somit entstehen von der Rotationsgeschwindigkeit und von der Geometrie der Anordnung von optischer Verzweigung und den optisch/elektrischen Wandlern abhängige Interferenzbilder auf den Oberflächen der optisch/elektrischen Wandler. Die Verschiebung der Streifen des Interferenzbildes ist der Rotationsgeschwindigkeit proportional und kann direkt ausgewertet werden (statische Auswertung). Die dazu notwendige Einrichtung kann ähnlich der anhand der Fig.1 beschriebenen sein.
Es ist jedoch besonders vorteilhaft, anstatt der statischen eine dynamische Auswertung durchzuführen. Eine dynamische Auswertung ist möglich, weil die Lichtimpulse die Lichtleitfaser mehrmals durchlaufen und die Phasenverschiebung
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zwischen den Trägerschw.ingungen der Lichtimpulse nach jedem Umlauf um den gleichen Betrag zunimmt. Die Phasenverschiebungen nach einem, zwei bzw. drei Umläufen sind (^1, IP2 bzw. IiL. Im vorliegenden Beispiel wird die Differenz der Phasenverschiebungen, die dem ersten und zweiten Umlauf zugeordnet sind - also Atf = Cf2 - W^1 ausgewertet. Es ist A<f = If1. Es sollen also nur die dem ersten und zweiten Umlauf zugeordneten ausgekoppelten Impulse ausgewertet werden und deshalb ist die Torschaltung vorgesehen, die nur die diesen Umläufen zugeordneten ausgekoppelten Impulse durchläßt. Die Torschaltung läßt nur in den Zeiten τ bis 3τ, 5τ bis 7 τ usw. Signale durch. Die zeitliche Zuordnung der Tore zu den ausgekoppelten Impulsen und den Taktimpulsen ist in den Fig.2 bis 4 dargestellt.
Es läßt sich eine besonders vorteilhafte Auswertung durchführen, wenn die optisch/elektrische Wandlereinrichtung Xfie in der Fig.8 angegeben aufgebaut ist.
Im oberen Teil der Fig.8 ist die Intensitätsverteilung dPODJ.
--*· " als Funktion der geometrischen Ausdehnung S auf der Oberfläche der optischen/elektrischen Wandler 21, 22 dargestellt» Sie ergibt sich durch Überlagerung der beiden Impulse, die nach jedem Umlauf von der optischen Verzweigung ausgekoppelt werden. Die Intensitätsverteilung - d.h. das Interferenzbild - auf den optisch/elektrischen Wandlern 21, verschiebt sich abhängig von der Rotationsgeschwindigkeit ω. Dadurch erhält man die bereits erwähnte auswertbare Streifenverschiebung Q . Die Intensitätsverteilung ist periodisch. Eine Periode hat die Länge λ/2, wobei λ die Wellenlänge des Lichts ist.
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Im Ruhezustand hängt die Lage der Streifen - d.h. der Maxima und der Minima - von der Differenzweglänge ab. Durch ihre Veränderung kann somit die Lage der Extrema eingestellt werden. Dies erfolgt mittels des Faser-Stellgliedes 16.
Beim Ausführungsbeispiel wird ein Maximum der Intensitätsverteilung an oder in der Nähe der Berührungslinie der beiden optisch/elektrischen Wandler 21, 22 gelegt. Es ist besonders vorteilhaft, wenn an der Berührungslinie ein Maximum oder ein Minimum der Intensitätsverteilung liegt, denn dann ist die auszuwertende Streifenverschiebung symmetrisch zur Berührungslinie.
Die geometrische Streifenverschiebung ist ΔΖ =—-
und sie ist über die Gleichung ^f = 2ir—- in die
Phasenverschiebung umrechenbar. Die unter der %-Achse
liegende ψ-Achse in der Fig.8 gibt die Phasenverschiebung an.
Die gestrichelt gezeichnete Kurve der Intensitätsverteilung ist infolge der Rotation mit der Rotationsgeschwindigkeit ω gegenüber der ausgezogen gezeichneten Kurve um If verschoben. Es ist beispielsweise Ifn = if 2 - If 1 = Δ ψ . Ist die ausgezogen gezeichnete Kurve die Intensitätsverteilung für die überlagerten ausgekoppelten Impulse, die dem 2. Umlauf der Lichtimpulse in der Lichtleitfaser zugeordnet sind, dann ist die gestrichelt gezeichnete Kurve die Intensitätsverteilung für die überlagerten ausgekoppelten Impulse, die dem 3.Umlauf zugeordnet sind. Wenn die Rotationsgeschwindi.gkeit einen anderen Richtungssinn hat, dann erfolgt eine Verschiebung der Intensitätsverteilung in negativer Richtung.
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Die einander überlagerten ausgekoppelten Impulse werden so auf die beiden optisch/elektrischen Wandler 21, 22 mittels einer nicht dargestellten optischen Abbildungseinrichtung abgebildet, daß sie jeweils von einem λ/4 Bereich mit der Ausdehnung λ/4 beleuchtet werden.
Aus den beiden elektrischen Ausgangssignalen der optisch/ elektrischen Wandler wird in einer Einrichtung 6 die Summe Σ und in einer Einrichtung 7 die Differenz Δ gebildet. Man erhält für die ausgekoppelten Impulse nach dem 1 ., 2. , bzw. 3. Umlauf die Signale Σ. , Σ? bzw. Σ- und Δ^, Δ2 bzw.Δ ,.
Mit den genannten Annahmen erhält man:
r = - .fr . e .p = λ Ml
1 2 7IfHT opt. A u;
1 e ll'n
A = 5 "ΊίΓυ ' P—'- ' sin(4iT
InIt1P= 4π·^
5 mit Τϊ = Quanten-Wirkungsgrad der opt./elektr. Wandler e = Elementarladung
"h = Plancksches Wirkungsquantum ν = Lichtfrequenz
opt. = Intensität des Lichts
Erweitert man die Anordnung mit den optisch/elektrischen Wandlern 21, 22 links und rechts um weitere identische optisch/elektrische Wandler 23, 24 und bildet man aus allen elektrischen Ausgangssignalen wieder Δ- und Σ-Signale, dann entfällt in den Gleichungen (1), (2) der Faktor 1/2. Man erhält also einen besseren Wirkungsgrad. Die optische Abbildung erfolgt dann so, daß insgesamt ein Bereich mit einer Ausdehnung λ beleuchtet wird.
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Aus den Gleichungen (1) und (2) ist zu entnehmen, daß das Σ-Signal als einzige variable Größe die Intensität des auftreffenden Lichts, die von Umlauf zu Umlauf unterschiedlich ist, enthält. In dem Δ-Signal ist als weitere variable Größe der Winkel Δ ψ enthalten, der zu der Rotationsgeschwindigkeit proportional ist. Mit Hilfe des Σ-Signals ist es also möglich, die von Umlauf zu Umlauf unterschiedliche Abhängigkeit des Δ-Signals von Dämpfung und Amplitudenabschwächung zu eliminieren und man gewinnt unmittelbar den Winkel Δ
Wie bereits erwähnt wird jedoch nicht nach jedem Umlauf statisch die Phasenverschiebung gemessen, sondern es wird die Differenz der Phasenverschiebungen, die aufeinanderfolgenden Umläufen zugeordnet sind, ausgewertet. Bei den angenommenen drei Umläufen sind die Phasenverschiebungen:
1. Umlauf ψΛ = 4π·4Γ 1
• I Λ
IP'
2. Umlauf
3. Umlauf
ES ist If2 - «fi « Af ; If3 - f2 = Alp ;
Es soll CP - Ü> = δ(Ρ ausgewertet werden. Werden mehrere Phasendifferenzen ausgewertet, dann können diese als Kontrollmessungen oder zur Mittelung der Meßergebnisse verwendet werden.
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Die weitere Beschreibung erfolgt anhand der Fig.4 bis 7. Wie bereits erwähnt, erreicht man mit der Torschaltung 14, daß nur die Ausgangssignale der Differenzbildungsschaltung, die dem ersten und dem zweiten Umlauf zugeordnet sind, weiterverarbeitet werden.
Der besseren Übersicht wegen sind in der Fig.5 von Σ-Signalen und in der Fig.6 von Δ-Signalen nur diejenigen dargestellt, die anschließend nach der Differenzbildung 11 von der Torschaltung durchgelassen werden. In der Differenzbildungsschaltung 11 wird jeweils die Differenz von Σ. und Δ.. bzw. Σ» und Δ, gebildet. Das so erzeugte Signal ist in der Fig.7 dargestellt (dick ausgezogen 'gezeichnet) . Der Mittelwert dieses Signals ist dünn ausgezogen gezeichnet.
Der erste hochselektive Verstärker 12 läßt·von diesem Signal nur die 1.Harmonische mit der Frequenz f = j— und der zweite hochselektive Verstärker 17 läßt nur die 2.Harmonische mit der Frequenz 2f_, =·=— durch. Das kohärent gleichgerichtete Ausgangssignal des ersten Verstärkers 12 gibt mit seinem Vorzeichen den Richtungssinn der Rotationsgeschwindigkeit und mit seinem Betrag den Betrag der Rotationsgeschwindigkeit an. Mit dem Ausgangssignal des zweiten Verstärkers wird das Faserstellglied 16 so gesteuert, daß die Intensitätsverteilung auf den optisch/ elektrischen Wandlern den anhand der Fig.8 erläuterten Verlauf hat.
Liegt das Maximum der Intensitätsverteilung auf der Berührungslinie der optisch/elektrischen Wandler, dann hat die Amplitude des Ausgangssignals des zweiten Verstärkers 17 den Wert null.
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In besonders vorteilhafter Weise ist es möglich, parallel zu dieser Regelung auch das Ausgangssignal des ersten Verstärkers 12 auf null zu regeln. Dies erreicht man durch Änderung des Teilerverhältnisses des steuerbaren Wechselspannungsteilers 9 durch den Mikrorechner 10. Im abgeglichenen Zustand, d.h. dann, wenn die Amplitude des Σ-Signals durch die Teilung so verkleinert wurde, daß das Ausgangssignal des zweiten Verstärkers 12 die Amplitude null hat, ist das Teilerverhältnis der Rotationsgeschwindigkeit ω proportional. Es gilt
1 xc 1
ω =— LD arC Sin N
C= Vakuumlichtgeschwindigkeit
Eine mögliche Änderung der Rotationsgeschwindigkeit erfolgt verglichen mit der zur Messung notwendigen Zeit so langsam, daß zur Regelung genügend Zeit zur Verfügung steht.
Wegen der kontinuierlichen Regelung und der periodischen Differenzmessung vermeidet man eins Nullpunkt drift (verursacht durch Störeffekte) der Bezugswerte bei der Auswertung. Weiterhin wird der Einfluß des "Faser-Rauschens" reduziert.
In dem Mikrorechner 10 kann die Rotationsgeschwindigkeit aufintegriert werden. Die Richtung der Rotationsgeschwindigkeit ist durch das Vorzeichen des Ausgangssignals des ersten Verstärkers 12 gegeben. Der Mikrorechner kann also neben der Rotationsgeschwindigkeit auch den jeweiligen Drehwinkel angeben.
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Claims (9)

STANDARD ELEKTRIK LORENZ AKTIENGESELLSCHAFT STUTTGART 2917442 F.Leitl-4 Patentansprüche
1. Einrichtung zur Messung der Rotatxonsgeschwindigkeit mit einer einen Lichtstrahl erzeugenden Lichtquelle und einer schleifenförmig angeordneten Lichtleitfaser mit einer oder mehreren Windungen, bei der der Lichtstrahl in zwei Teilstrahlen, die die Lichtleitfaser in entgegengesetzten Richtungen durchlaufen, aufgeteilt wird, bei der die beiden Teilstrahlen nach Durchlaufen der Lichtleitfaser einander überlagert und danach einer Einrichtung zur Umwandlung der optischen in elektrische Signale zugeführt wird, und bei der aus dem Ausgangssignal dieser Einrichtung die Rotationsgeschwindigkeit ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl ein gepulster Lichtstrahl ist, daß die Teilstrahlen die Lichtleitfaser (2) mehrmals durchlaufen und daß nach jedem Umlauf von beiden Teilstrahlen ein bestimmter Anteil ausgekoppelt und nach' der überlagerung der Einrichtung (3) zur Umwandlung der optischen Signale in elektrische Signale zugeführt wird, und daß durch Auswertung von mindestens zwei aufeinanderfolgenden Ausgangssignalen dieser Einrichtung unter Berücksichtigung der Dämpfung der Lichtimpülse in der Lichtleitfaser und ihrer Amplitudenabschwächung infolge der teilweisen Auskopplung nach jedem Umlauf die Rotatxonsgeschwindigkeit ermittelt wird.
Sm/Sch
09.04.1979
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— 9 —
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß die Einrichtung zur Umwandlung der optischen Signale in elektrische Signale aus mindestens zwei nebeneinander angeordneten optisch/elektrischen Wandlern (21, 22) besteht, daß Einrichtungen (6, 7) vorgesehen sind, die vor der weiteren Signalauswertung aus den gleichzeitig vorhandenen Ausgangssignalen der optisch/elektrischen Wandler (21, 22) ein Sununensignal (Σ=Α) und ein Öifferenzsignal (Δ=Α sin tf ) erzeugen, daß die Rotationsgeschwindigkeit aus der Differenz von Differenzsignalen, die zwei aufeinanderfolgenden Umläufen der Teilstrahlen zugeordnet sind, ermittelt werden, und daß zur Kompensation der Dämpfung und der Amplitudenabschwächung des Differenzsignals die den entsprechenden Umläufen zugeordneten Summensignale verwendet werden.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (16) vorgesehen ist, die die Laufzeitdifferenz der die Lichtleitfaser gegensinnig durchlaufenden Lichtiiripulse so steuert, daß die Intensitätsverteilung an der Berührungslinie der beiden optisch/elektrischen Wandler (21, 22} oder in ihrer Nähe ein Maximum oder ein Minimum aufweist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulslänge (τ) kleiner oder gleich der Laufzeit zwischen Ein- und Auskopplung (EK, AK) ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Wechselspannungssignals aus den zwei aufeinanderfolgenden Umläufen zugeordneten Summensignalen eine Einrichtung (8) vorgesehen ist, die die Polarität des Summensignals nach jedem Umlauf eines Teilstrahls in der Lichtleitfaser (2) umkehrt, daß in einer Differenzbildungsschaltung (11) die Differenz aus diesem Wechselspannungs-
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signal und den zwei aufeinanderfolgenden Umläufen zugeordneten Differenzsignalen gebildet wird, daß die Amplitude des so erzeugten Signals auf Null geregelt wird, und daß die Rotationsgeschwindigkeit aus dem Regelsignal ermittelt wird.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselspannungssignal einem steuerbaren Wechselspannungsteiler (9) zugeführt wird, daß das Ausgangssignal des Wechselspannungsteilers der Differenzbildungsschaltung (11) zugeführt wird, deren Ausgangssignal in einem selektiven Verstärker (12) verstärkt und gleichgerichtet wird, daß
das gleichgerichtete Signal einem Rechner (10) zugeführt wird, der in Abhängigkeit von diesem Signal den steuerbaren Wechselspannungsteiler (9) so steuert, daß die Amplitude des gleichgerichteten Signals und somit auch die Amplitude des Differenzsignals null wird.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der selektive Verstärker (12) einen kohärenten Gleichrichter enthält.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Torschaltung (14) vorgesehen ist, die nur die Ausgangssignale der optisch/elektrischen Wandler (21, 22), die zwei aufeinanderfolgenden Umläufen der Teilstrahlen zugeordnet sind, zur Auswertung freigibt.
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2817442
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9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, die die Amplitude und die Länge der von der Strahlungsquelle (1) abgegebenen Lichtimpulse konstant hält.
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Proceedings of the Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers, Vol. 157, 1978, S. 138-148 *

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Publication number Publication date
US4432647A (en) 1984-02-21
FR2455284B1 (de) 1984-12-28
GB2049172A (en) 1980-12-17
FR2455284A1 (fr) 1980-11-21

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