FR2614412A1 - Laser rate gyro, improvement to the device for eliminating parasitic rotations of the piezoelectric mirrors - Google Patents

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FR2614412A1
FR2614412A1 FR8705808A FR8705808A FR2614412A1 FR 2614412 A1 FR2614412 A1 FR 2614412A1 FR 8705808 A FR8705808 A FR 8705808A FR 8705808 A FR8705808 A FR 8705808A FR 2614412 A1 FR2614412 A1 FR 2614412A1
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Bernard Lucien Charl Salaberry
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Abstract

The subject of the invention is an improvement in the device for eliminating the parasitic rotations of the moving mirrors 15 of laser rate gyros, which are moved by piezoelectric ceramics 11. The parasitic rotations are due to the deformations of the outer parts 12 constituting the body of the moving mirror and fixed to the optical unit 1, under the effect of the accelerations of the actuation movement. These parasitic rotations are corrected, in the invention, by springs 24, fixed to the external structure of the gyro laser by screws 26, and which bear on a piece 30 fitted into a hole 38 pierced in the central part 13 of the piezoelectric mirror assembly, thus righting the outer parts 12. The invention applies to all lasers and in particular to gyro lasers.

Description

La présente invention concerne une amélioration aux dispositifs destinés à supprimer les rotations parasites du ou des miroirs mobiles des gyromètres à laser, et qui se produisent sous l'effet des accélérations dues à l'activation mécanique ou à certaines vibrations. The present invention relates to an improvement to devices intended to suppress parasitic rotations of the mobile mirror (s) of laser gyrometers, and which occur under the effect of accelerations due to mechanical activation or to certain vibrations.

Cette invention s'applique à tous les gyromètres laser triangulaires ou carrés, monoaxes ou multiaxes. Elle peut o également s'appliquer à tout laser muni d'un asservissement de longueur de cavité par miroir mobile. This invention applies to all triangular or square, single-axis or multi-axis laser gyros. It can also be applied to any laser provided with a cavity length servo by movable mirror.

Le principe de fonctionnement des gyromètres à laser est maintenant bien connu et l'homme de l'art n aura aucune peine à suivre les explications qui vont suivre. The operating principle of laser gyros is now well known and those skilled in the art will have no trouble following the explanations which follow.

Les gyromètres à laser, appelés dans ce qui va suivre gyrolasers, sont généralement constitués :
- d'un parcours optique triangulaire ou carré, creusé dans
un bloc de matériau isolant et à faible coefficient de
dilatation (figure 1). Ledit parcours optique étant
délimité par trois ou quatre miroirs et fixés sur le
bloc.
Laser gyros, called in what follows gyrolasers, generally consist of:
- a triangular or square optical path, dug in
a block of insulating material with a low coefficient of
dilation (figure 1). Said optical path being
delimited by three or four mirrors and fixed on the
block.

- d'un milieu amplificateur, permettant de générer dans la
cavité optique deux ondes lumineuses tournant l'une
dans un sens et l'autre dans l'autre. les interférences
entre ces deux ondes vont permettre la mesure de la
rotation du gyromètre autour d'un axe perpendiculaire au
plan de la cavité optique.
- an amplifying medium, making it possible to generate in the
optical cavity two light waves rotating one
one way and the other the other. interference
between these two waves will allow the measurement of the
rotation of the gyroscope around an axis perpendicular to the
plan of the optical cavity.

- d'un dispositif de mélange des ondes lumineuses, pour
créer des franges d'interférence sur un ensemble de
cellules photoélectriques. Le défilement desdites franges
représentant la rotation angulaire du gyrolaser, sera
transformé par lesdites cellules photoélectriques en
signaux électriques utilisables.
- a device for mixing light waves, to
create interference fringes on a set of
photoelectric cells. The scrolling of said fringes
representing the angular rotation of the laser gyro, will
transformed by said photoelectric cells into
usable electrical signals.

Pour éviter les effets du phénomène bien connu de blocage entre les deux ondes lumineuses circulant dans le parcours optique (zone aveugle), le bloc àptique du gyrolaser est généralement animé d'un mouvement angulaire alternatif de faible amplitude, autour d'un axe généralement perpendiculaire au plan de la cavité optique et qui peut être l'axe de symétrie dudit bloc optique. La fréquence du mouvement alternatif est choisie de telle façon que la vitesse angulaire du bloc optique soit la plus grande partie du temps en dehors de la zone aveugle. To avoid the effects of the well-known blocking phenomenon between the two light waves circulating in the optical path (blind zone), the optical block of the gyrolaser is generally driven by an alternating angular movement of small amplitude, around an axis generally perpendicular in the plane of the optical cavity and which can be the axis of symmetry of said optical unit. The frequency of the reciprocating movement is chosen such that the angular speed of the optical unit is most of the time outside the blind zone.

Ce mouvement est créé par un dispositif oscillant constitué d'un ensemble élastique généralement placé à l'intérieur et au centre du bloc optique. L'inertie du bloc détermine, avec la raideur de l'ensemble élastique une fréquence d'oscillation qui sera entretenue par un système de moteur piézoélectrique ou électromagnétique, commandé par un circuit électronique adéquat. This movement is created by an oscillating device consisting of an elastic assembly generally placed inside and in the center of the optical unit. The inertia of the block determines, with the stiffness of the elastic assembly, an oscillation frequency which will be maintained by a piezoelectric or electromagnetic motor system, controlled by an adequate electronic circuit.

Ce mouvement d'oscillation, appelé encore activation, entraîne des accélérations sur les différentes parties du bloc optique. Ces accélérations sont d'autant plus importantes que le point considéré est éloigné de l'axe du dispositif et que la fréquence choisie pour l'activation est élevée. This oscillation movement, also called activation, causes accelerations on the different parts of the optical unit. These accelerations are all the more important as the point considered is distant from the axis of the device and the frequency chosen for activation is high.

Le bloc optique lui-même est assez peu sensible aux déformations que pourraient entraîner ces accélérations. I1 n'en est pas de meme de certains éléments périphériques tels que les miroirs mobiles qui servent à ajuster la longueur de cavité. Ces miroirs sont encore appelés miroirs piézoélectriques parce qu'ils sont généralement mus par un ensemble de céramiques piézoélectriques. The optical unit itself is relatively insensitive to the deformations that these accelerations could cause. It is not the same for certain peripheral elements such as movable mirrors which are used to adjust the length of the cavity. These mirrors are also called piezoelectric mirrors because they are generally moved by a set of piezoelectric ceramics.

Sous l'effet des accélérations alternatives d'activation qui sont bien entendu tangentes aux mouvements de chaque points, ces miroirs piézoélectriques peuvent se déformer et tourner autour d'un axe parallèle à l'axe d'activation. Cette rotation, bien que très faible, nuit aux performances des gyrolasers. Under the effect of alternative activation accelerations which are of course tangent to the movements of each point, these piezoelectric mirrors can deform and rotate around an axis parallel to the activation axis. This rotation, although very low, affects the performance of the gyrolasers.

Par une conception bien adaptée du miroir piézoélectrique, il peut être possible de diminuer ces rotations parasites, mais il est très difficile de les éliminer complètement.  By a well-adapted design of the piezoelectric mirror, it may be possible to reduce these parasitic rotations, but it is very difficult to eliminate them completely.

L'invention objet de la demande de brevet Francais enrégistrée sous le nO 87.02090 propose une solution qui élimine complètement les rotations parasites des miroirs mobiles piézoélectriques en les corrigeant par des forces égales et opposées aux forces d'inertie qui créent ces rotations parasites, et ceci à l'aide de moyens élastiques ou de ressorts convenablement tarés, fixés sur la partie du miroir piézoélectrique préférentiellement la plus éloignée du centre de rotation de l'activation, prenant appui sur la structure fixe du gyrolaser ou sur une pièce intermédiaire liée à ladite structure et dont une composante des forces qu'ils exercent agit dans la direction des mouvements que font les miroirs sous l'effet de l'activation.The invention which is the subject of the French patent application registered under No. 87.02090 proposes a solution which completely eliminates the parasitic rotations of the piezoelectric mobile mirrors by correcting them by equal forces and opposite to the inertia forces which create these parasitic rotations, and this using elastic means or suitably tared springs, fixed on the part of the piezoelectric mirror preferably furthest from the center of rotation of the activation, bearing on the fixed structure of the gyrolaser or on an intermediate part linked to said structure and of which a component of the forces which they exert acts in the direction of the movements which the mirrors make under the effect of the activation.

La présente invention a pour objet d'améliorer le dispositif précité d'élimination des rotations parasites des miroirs mobiles piézoélectriques en appliquant les forces de correction fournies par les ressorts directement sur la partie centrale du miroir piézoélectrique, partie à l'une des extrémités de laquelle se trouve placée la partie miroir proprt.'ent dite. The object of the present invention is to improve the aforementioned device for eliminating parasitic rotations of piezoelectric movable mirrors by applying the correction forces supplied by the springs directly to the central part of the piezoelectric mirror, part at one end of which is located the mirror part proprt.'ent said.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit, en référence aux figures annexées. The invention will be better understood and other characteristics and advantages of the invention will appear from the following description, with reference to the appended figures.

La figure 1, rappelle le principe de réalisation d'un gyrolaser typique.Figure 1 recalls the principle of making a typical laser gyro.

La figure 2 montre, en vue de dessus, la direction des différentes forces agissant sur le ou les miroirs piézoélectriques et dues aux mouvements d'activation.Figure 2 shows, in top view, the direction of the different forces acting on the piezoelectric mirror (s) and due to the activation movements.

La figure 3 montre la déformation et la rotation parasite du miroir piézoélectrique sous l'effet des accélérations de l'activation.FIG. 3 shows the distortion and the parasitic rotation of the piezoelectric mirror under the effect of the acceleration of the activation.

La figure 4 montre le principe du dispositif d'élimination des rotations parasites objet de la demande de brevet nO 87.02090 précitée et où des ressorts convenablement placés agissent sur le miroir piézoélectrique pour contrer les déformations.FIG. 4 shows the principle of the device for eliminating parasitic rotations which is the subject of the aforementioned patent application No. 87.02090 and where springs suitably placed act on the piezoelectric mirror to counter deformations.

La figure 5 montre le principe de réalisation du dispositif d'élimination des rotations parasites de la présente invention.FIG. 5 shows the principle of embodiment of the device for eliminating parasitic rotations of the present invention.

Les figures 6, 7, 8 et 9 montrent deux des réalisations préférées de l'invention où des ressorts en forme de lames agissent sur un prolongement vers l'extérieur de la partie centrale de l'ensemble miroir piézoélectrique.Figures 6, 7, 8 and 9 show two of the preferred embodiments of the invention where leaf-shaped springs act on an extension towards the outside of the central part of the piezoelectric mirror assembly.

Les figures 9 et 10 montrent un autre mode de réalisation de l'invention utilisant des ressorts en forme de fils.Figures 9 and 10 show another embodiment of the invention using wire-shaped springs.

La figure 12 rapelle un autre inconvénient du gyrolaser corrigé par le dispositif de l'invention objet de la demande de brevet 87.02090 précitée et auquel s'applique également la présente invention.FIG. 12 recalls another drawback of the laser gyro corrected by the device of the invention which is the subject of the above-mentioned patent application 87.02090 and to which the present invention also applies.

Les figures 13 et 14 montrent une réalisation préférée de l'invention qui corrige les deux défauts en utilisant une forme particulière de ressorts agissant également sur la partie centrale de l'ensemble miroir piézoélectrique.Figures 13 and 14 show a preferred embodiment of the invention which corrects the two faults by using a particular form of springs also acting on the central part of the piezoelectric mirror assembly.

Les figures 15 et 16 montrent deux autres réalisations de l'invention appliquées à un ensemble miroir piézoélectrique dont le moteur est solidaire de la membrane extérieure.Figures 15 and 16 show two other embodiments of the invention applied to a piezoelectric mirror assembly whose motor is integral with the outer membrane.

Tel qu'il est représenté sur la figure 1, le gyromètre laser est constitué d'un bloc optique 1, monté oscillant autour d'un axe 16, gracie à un système de lames élastiques 8 excitées par des céramiques piézoélectriques 9. As shown in FIG. 1, the laser gyrometer consists of an optical unit 1, mounted oscillating around an axis 16, thanks to a system of elastic blades 8 excited by piezoelectric ceramics 9.

Un parcours optique triangulaire ou carré est creusé dans le bloc et rempli d'un mélange d'hélium et de néon 3 excité par un courant électrique passant entre une ou plusieurs cathodes 4 et une ou plusieurs anodes 5. A triangular or square optical path is hollowed out in the block and filled with a mixture of helium and neon 3 excited by an electric current passing between one or more cathodes 4 and one or more anodes 5.

Le parcours est fermé par des miroirs 2 et un ou plusieurs miroirs mobiles 10, mus par un ou plusieurs moteurs piézoélectriques 11. Un miroir mobile 10 et un moteur piézoélectrique 11 constituent l'ensemble miroir piézoélectrique dont de nombreuses variantes peuvent exister. The path is closed by mirrors 2 and one or more movable mirrors 10, driven by one or more piezoelectric motors 11. A movable mirror 10 and a piezoelectric motor 11 constitute the piezoelectric mirror assembly of which many variants may exist.

Un système de sortie des informations est placé sur l'un des miroirs 2 et est généralement constitué d'au moins un prisme de mélange 6 et d'un ensemble de cellules photoéiectriques 7. An information output system is placed on one of the mirrors 2 and generally consists of at least one mixing prism 6 and of a set of photo-electric cells 7.

La figure 2 représente une partie du bloc optique 1 du gyrolaser et le miroir piézoélectrique. Celui-ci est généralement constitué
- d'une partie fixe extérieure 12, généralement
cylindrique, mais qui pourrait prendre toute autre forme
en restant dans le cadre de l'invention.
FIG. 2 represents a part of the optical unit 1 of the laser gyro and the piezoelectric mirror. This generally consists
- an external fixed part 12, generally
cylindrical, but which could take any other form
remaining within the scope of the invention.

- d'une partie mobile intérieure 13 maintenue dans la
partie fixe par une ou plusieurs membranes fines 14 qui
lui permettent de se déplacer suivant son axe de
quelques microns. Cette partie mobile porte à son
extrémité, située du côté du bloc optique, une partie
réfléchissante 15 constituant le miroir proprement dit.
- an inner movable part 13 held in the
fixed part by one or more thin membranes 14 which
allow it to move along its axis of
a few microns. This mobile part brings to its
end, located on the side of the optical unit, a part
reflective 15 constituting the mirror itself.

- d'un moteur piezoélectrique pour lequel il existe de très
nombreuses solution de réalisation. L'une des solutions
couramment adoptée consiste à utiliser un bilame
piézoélectrique 11 fixé par un ensemble de pièces
métalliques sur la partie extérieure 12 déjà décrite.
- a piezoelectric motor for which there are very
many realization solution. One of the solutions
commonly adopted is to use a bimetallic strip
piezoelectric 11 fixed by a set of parts
metal on the outer part 12 already described.

L'ensemble de ces pièces présente une inertie qui s'oppose à l'accélération alternative de l'activation. L'axe de l'activation étant en 16, 'l'accélération alternative est figurée par les flèches 17. Du fait que l'accélération d'activation 17 est en opposition de phase avec le déplacement angulaire 18 de ladite activation, la force d'inertie 19 opposée à l'accélération, sera, elle, en phase avec ledit déplacement. La pièce extérieure 12 n'étant pas infiniment rigide aura tendance à se déformer alternativement et dans le meme sens 18 que le déplacement du bloc optique l.  All of these parts have an inertia which opposes the alternative acceleration of activation. The axis of the activation being at 16, the alternative acceleration is represented by the arrows 17. Because the activation acceleration 17 is in phase opposition with the angular displacement 18 of said activation, the force d inertia 19 opposite the acceleration will be in phase with said displacement. The external part 12 not being infinitely rigid will tend to deform alternately and in the same direction 18 as the displacement of the optical unit l.

La figure 3 montre, en l'exagérant, la déformation qui se produit et la rotation parasite du miroir. Figure 3 shows, by exaggerating it, the deformation which occurs and the parasitic rotation of the mirror.

L'amplitude créte du mouvement d'activation est a. Lorsque le bloc optique est déplacé d'un angle a par le mouvement d'activation, l'accélération subie par le bloc et donc par le miroir piézoélectrique est maximum et dirigée suivant la flèche 17. ta force d'inertie 19 entraîne les pièces du miroir piézoélectrique dans le sens de la flèche 19. The peak amplitude of the activation movement is a. When the optical unit is moved by an angle a by the activation movement, the acceleration undergone by the unit and therefore by the piezoelectric mirror is maximum and directed along arrow 17. your force of inertia 19 drives the parts of the piezoelectric mirror in the direction of arrow 19.

La pièce extérieure 12 se déforme comme l'indique la figure 3. Les membranes 14 se déforment également comme l'indique la figure et l'ensemble entraîne en rotation la partie centrale 13 qui fera un angle ss avec sa position initiale. The outer part 12 is deformed as shown in Figure 3. The membranes 14 are also deformed as shown in the figure and the assembly rotates the central part 13 which will form an angle ss with its initial position.

Cet angle ss ,qui varie en synchronisme avec l'activation, peut être très gênant pour les performances du gyrolaser. This angle ss, which varies in synchronism with the activation, can be very troublesome for the performance of the laser gyro.

La figure 4 illustre le principe de l'invention qui a fait l'objet de la demande de brevet 87.02090 précitée et qui tend à supprimer la rotation parasite ss.  Figure 4 illustrates the principle of the invention which was the subject of the aforementioned patent application 87.02090 and which tends to suppress parasitic rotation ss.

A cet effet, un ou plusieurs ressorts 20 et 21, sont placés entre la partie la plus extérieure de l'ensemble miroir piézoélectrique (généralement le moteur) et la structure fixe 22 de sorte que les ressorts soient alternativement comprimés 20 et étirés 21 par les mouvements de l'activation. For this purpose, one or more springs 20 and 21 are placed between the outermost part of the piezoelectric mirror assembly (generally the motor) and the fixed structure 22 so that the springs are alternately compressed 20 and stretched 21 by the activation movements.

De ce fait, les ressorts vont exercer, sur le miroir piézoélectrique, une force en opposition de phase avec le déplacement et donc en opposition avec les forces d'inertie qui tendent à déformer l'ensemble piézoélectrique et à faire tourner le miroir. Si les ressorts sont convenablement calculés et réglés, la force qu'ils exercent peut compenser parfaitement la force d'inertie et annuler la déformation initiale ainsi que la rotation parasite
A titre indicatif, si l'on ramène, par un calcul adapté, la masse du miroir piézoélectrique à une masse équivalente m placée au point A, au droit et dans l'axe des ressorts, et si la fréquence de l'activation est f, la raideur totale du ou des ressorts doit autre::
r = m.(2.X.f)2
La figure 5 montre le principe de la présente invention ou les ressorts 20 et 21, au lieu d'agir sur la partie extérieure 23 agissent sur la partie centrale 13 de l'ensemble miroir piézoélectrique, en prenant toujours appui sur la structure fixe 22. Pour ce faire, cette partie centrale 13 est prolongée vers l'extérieur, par exemple par une pièce 30 de préférence en forme de tige emmanchée dans un trou 38 percé dans ladite partie centrale 13 et passant au travers du bilame en céramique piézoélectrique 11 par un trou 40 qui y aura été percé.
Therefore, the springs will exert, on the piezoelectric mirror, a force in phase opposition with the displacement and therefore in opposition with the inertial forces which tend to deform the piezoelectric assembly and to rotate the mirror. If the springs are properly calculated and adjusted, the force they exert can perfectly compensate for the inertial force and cancel the initial deformation as well as the parasitic rotation.
As an indication, if we reduce, by a suitable calculation, the mass of the piezoelectric mirror to an equivalent mass m placed at point A, at the right and in the axis of the springs, and if the frequency of activation is f , the total stiffness of the spring (s) must other:
r = m. (2.Xf) 2
FIG. 5 shows the principle of the present invention where the springs 20 and 21, instead of acting on the external part 23 act on the central part 13 of the piezoelectric mirror assembly, while always taking support on the fixed structure 22. To do this, this central part 13 is extended outwards, for example by a part 30 preferably in the form of a rod fitted into a hole 38 drilled in said central part 13 and passing through the piezoelectric ceramic bimetallic strip 11 by a hole 40 which will have been drilled there.

L'un des intérêts de l'invention réside dans le fait que, si l'on a choisi une épaisseur de la membrane extérieure 39 relativement fine, son élasticité, sous l'effet des ressorts 20 et 21, permettra un déplacement relatif de la partie 13 dans la partie 12, si bien que la force des ressorts pourra être réduite tout en obtenant une compensation parfaite. Dans ce cas, en effet, la partie 12 sera en réalité incomplétement redressée, alors que la figure 5 la montre complètement redressée, mais l'élasticité de la membrane 39 autorisera un redressement complet de la partie 13. One of the advantages of the invention lies in the fact that, if a relatively thin thickness of the outer membrane 39 has been chosen, its elasticity, under the effect of the springs 20 and 21, will allow relative displacement of the part 13 in part 12, so that the force of the springs can be reduced while obtaining perfect compensation. In this case, in fact, the part 12 will in reality be partially straightened, whereas FIG. 5 shows it completely straightened, but the elasticity of the membrane 39 will allow a complete straightening of the part 13.

A noter que la force des ressorts doit également être réduite du fait de l'effet de bras de levier produit par le déport du point d'appui vers l'extérieur de l'ensemble miroir piézoélectrique. Note that the force of the springs must also be reduced due to the lever arm effect produced by the offset of the fulcrum towards the outside of the piezoelectric mirror assembly.

Les figures 6 et 7 explicitent un premier mode de réalisation de l'invention où deux lames 24 en matériau faisant ressort sont fixées sur le socle 25 du gyrolaser par deux vis 26 et appuient sur la pièce 30 emmanchée dans le trou 38 percé dans la partie centrale 13 de l'ensemble miroir piézoélectrique. La cambrure initiale des lames est telle qu'elles resteront en contact avec la pièce 30 pendant tous les mouvements d'activation. Figures 6 and 7 explain a first embodiment of the invention where two blades 24 of spring material are fixed to the base 25 of the laser gyro by two screws 26 and press on the part 30 fitted into the hole 38 drilled in the part central 13 of the piezoelectric mirror assembly. The initial camber of the blades is such that they will remain in contact with the part 30 during all of the activation movements.

Pour plus de clarté dans les dessins, le mécanisme d'activation qui lie le bloc optique 1 au socle 25 et qui provoque l'oscillation dudit bloc optique par rapport audit socle, n'est pas représenté sur les figures 6, 8, 10 et 13.  For clarity in the drawings, the activation mechanism which links the optical unit 1 to the base 25 and which causes the oscillation of said optical unit relative to said base, is not shown in FIGS. 6, 8, 10 and 13.

Pour assurer une meilleure définition du point d'appui des ressortis, et comme dans l'invention précitée, on pourra avantageusement réaliser un épaulement, sphérique àu non, 44 autour de l'extrémité de la pièce 30 , comme le montrent les figures 8 et 9. To ensure a better definition of the spring support point, and as in the aforementioned invention, it is advantageously possible to produce a shoulder, spherical or otherwise, 44 around the end of the part 30, as shown in FIGS. 8 and 9.

Pour assurer une meilleure définition du point d'appui des ressorts, et comme dans l'invention précitée ceux-ci peuvent également avantageusement être réalisés sous forme de fils 27 tels qu'ils sont montrés sur les figures 10 et 11. Lesdits fils, prenant appui dans deux gorges 26 creusées circulairement ou non sur le pourtour de l'extrémité de la pièce 30, peuvent être simplement enfoncés et collés dans deux trous 29 préalablement percés dans le socle 25 du gyrolaser. To ensure a better definition of the fulcrum of the springs, and as in the aforementioned invention, these can also advantageously be produced in the form of wires 27 as shown in FIGS. 10 and 11. Said wires, taking support in two grooves 26 hollowed out circularly or not around the periphery of the end of the part 30, can be simply inserted and glued in two holes 29 previously drilled in the base 25 of the laser gyro.

La distance séparant les deux trous et la cambrure initiale.The distance between the two holes and the initial camber.

des deux fils 27 étant choisis tels qu'ils donnent, une fois le montage terminé, une contrainte initiale aux deux fils suffisante pour les maintenir en pression lorsque l'ensemble piézoélectrique se déplace sous l'effet de l'activation. Les deux fils peuvent bien entendu être fixés par tout autre moyen sans sortir du cadre de l'invention.of the two wires 27 being chosen such that they give, once the assembly is completed, an initial stress on the two wires sufficient to maintain them in pressure when the piezoelectric assembly moves under the effect of activation. The two wires can of course be fixed by any other means without departing from the scope of the invention.

Les figures 13 et 14 présentent un perfectionnement du dispositif précédent qui permet de pallier un autre défaut du gyrolaser comme dans l'invention précitée. Figures 13 and 14 show an improvement of the previous device which overcomes another defect of the laser gyro as in the aforementioned invention.

En effet, l'ensemble bloc optique, mécanisme d'activation et socle n'est pas infiniment raide. Il peut présenter une résonnance sous l'effet des vibrations appliquées au socle du gyrolaser et parallèlement à celui-ci. Indeed, the whole optical unit, activation mechanism and base is not infinitely stiff. It can present a resonance under the effect of vibrations applied to the base of the laser gyro and parallel to it.

La flèche 31 sur la figure 12 présente ce mouvement de résonnance, autour d'un centre de rotation 35 dont la position dépend de la géométrie des pièces, sous l'effet de l'excitation en vibration 32. The arrow 31 in FIG. 12 presents this resonance movement, around a center of rotation 35 whose position depends on the geometry of the parts, under the effect of the excitation in vibration 32.

Cette résonnance produit, au niveau de l'ensemble piézoélectrique, une accélération alternative 33 dont l'une des composantes34 tend à déformer le miroir piézoélectrique et à désaligner la cavité optique ainsi que l'homme de l'art le comprendra aisément.  This resonance produces, at the level of the piezoelectric assembly, an alternative acceleration 33 of which one of the components34 tends to deform the piezoelectric mirror and to misalign the optical cavity as the person skilled in the art will readily understand.

La réalisation des figures 13 et 14 permet d'introduire une force parallèle à l'accélération 34, égale et opposée aux forces d'inertie de sorte que, là aussi, les déformations peuvent être annulées. The embodiment of Figures 13 and 14 allows to introduce a force parallel to the acceleration 34, equal and opposite to the inertial forces so that, here too, the deformations can be canceled.

Dans cette réalisation, les lames, qui présentent des parties horizontales 37 et verticales 47, au lieu d'être simplement appuyées sur l'extrémité de la pièce 30 qui rallonge la partie centrale 13 de l'ensemble miroir piézoélectrique, sont fixées et préférentiellement collées au point d'appui 36 et présentent, par l'effet des parties horizontales 37, une raideur verticale R calculée pour compenser l'effet des oscillations ci-dessus décrites. In this embodiment, the blades, which have horizontal 37 and vertical 47 parts, instead of being simply pressed on the end of the part 30 which extends the central part 13 of the piezoelectric mirror assembly, are fixed and preferably glued at the fulcrum 36 and have, by the effect of the horizontal parts 37, a vertical stiffness R calculated to compensate for the effect of the oscillations described above.

Rapppelons que dans l'invention précitée, si F est la fréquence de résonnance transverse, la raideur verticale totale des deux ressorts doit être
R = m.(2.X.F)2
Dans la présente invention, la raideur R devra être réduite pour tenir compte de l'élasticité de la membrane extérieure 39 et de l'effet de bras de levier de la pièce 30, ainsi que cela a été dit plus haut.
Recall that in the aforementioned invention, if F is the transverse resonant frequency, the total vertical stiffness of the two springs must be
R = m. (2.XF) 2
In the present invention, the stiffness R will have to be reduced to take account of the elasticity of the outer membrane 39 and of the lever arm effect of the part 30, as has been said above.

A noter que l'accélération 34 de la figure 12, qui se produit sous de l'effet de la résonnance transverse F, a aussi une composante horizontale 45 qui tend à déplacer axialement la partie centrale 13 et donc à perturber l'asservissement de longueur de cavité. Cet inconvénient peut être également supprimé, et c'est la un autre intérêt de l'invention, si l'on fait en sorte que la raideur R' des ressorts mesurée le long de l'axe du déplacement du miroir mobile soit adapté à ce problème. Note that the acceleration 34 of FIG. 12, which occurs under the effect of the transverse resonance F, also has a horizontal component 45 which tends to move the central part 13 axially and therefore to disturb the length control cavity. This drawback can also be eliminated, and this is another advantage of the invention, if one makes sure that the stiffness R 'of the springs measured along the axis of movement of the movable mirror is adapted to this problem.

Si M est la masse équivalente à la partie mobile du miroir piézoelectrique, la raideur totale des deux ressorts dans l'axe de la pièce 30 doit être
R' = M.(2.z.F)2
A noter aussi que, pour des vibrations horizontales et parallèles au plan du miroir piézoélectrique, le bloc optique présentera la même résonnance transverse. Dans ce cas, les mouvements du miroir piézoélectrique seront très faibles, et le dispositif de l'invention n'entraînera pas de perturbation.
If M is the mass equivalent to the movable part of the piezoelectric mirror, the total stiffness of the two springs in the axis of the part 30 must be
R '= M. (2.zF) 2
Note also that, for horizontal vibrations and parallel to the plane of the piezoelectric mirror, the optical unit will have the same transverse resonance. In this case, the movements of the piezoelectric mirror will be very small, and the device of the invention will not cause disturbance.

A noter également que le coefficient de dilatation du matériau constituant les ressorts sera préférentiellement choisi égal à celui du matériau constituant le support d'activation. Note also that the coefficient of expansion of the material constituting the springs will preferably be chosen equal to that of the material constituting the activation support.

La figure 15 présente un mode de réalisation de l'invention appliqué à un ensemble miroir piézoélectrique dont le moteur est constitué de deux céramiques piézoélectriques circulaires 41, collées de part et d'autre d'une membrane extérieure 42 fine, elle-même fixée sur les parties centrale 13 et extérieure 12 du miroir mobile, par collage ou par tout autre moyen. La tige 30, sur laquelle les ressorts vont appuyer, traverse la membrane et est également emmanchée dans un trou 38 percé dans la partie centrale 13. FIG. 15 shows an embodiment of the invention applied to a piezoelectric mirror assembly the motor of which consists of two circular piezoelectric ceramics 41, bonded on either side of a thin outer membrane 42, itself fixed on the central 13 and outer 12 parts of the movable mirror, by gluing or by any other means. The rod 30, on which the springs will press, crosses the membrane and is also fitted into a hole 38 drilled in the central part 13.

Ainsi que le montre la figure 16, la tige 30 peut être avantageusement remplacée par une pièce 43 fixée et de préférence collée à l'extérieur 46 de la membrane et dans l'axe de la partie centrale 13. La forme des points d'appui des ressorts sur cette pièce 43, préférentiellement sphérique, et le type des ressorts utilisés peuvent être l'un quelconque de ceux déjà décrits sans sortir du cadre de l'invention.  As shown in FIG. 16, the rod 30 can advantageously be replaced by a part 43 fixed and preferably glued to the outside 46 of the membrane and in the axis of the central part 13. The shape of the support points springs on this part 43, preferably spherical, and the type of springs used can be any one of those already described without departing from the scope of the invention.

On pourra bien entendu utiliser toutes les combinaisons possibles des solutions précédemment décrites sans sortir du cadre de l'invention. It is of course possible to use all the possible combinations of the solutions described above without departing from the scope of the invention.

D'une manière générale, on pourra utiliser toute sorte ou disposition de moyens, et notamment des ressorts en forme de spider ou de croisillon , pour appliquer des forces à la partie centrale de l'ensemble piézoélectrique de façon à la redresser sans sortir du cadre de l'invention.  In general, any kind or arrangement of means, and in particular spider or cross-shaped springs, can be used to apply forces to the central part of the piezoelectric assembly so as to straighten it without leaving the frame. of the invention.

Claims (8)

R-rVENDTCATIONS.R-rVENDTCATIONS. 1. Amélioration au dispositif d'élimination des 'rotations' parasites du ou des miroirs mobiles d'un gyrolaser du type comprenant - un bloc optique (1) monté rotatif sur un support (25) et muni d'au moins un périmètre optique en boucle fermée, à l'intérieur duquel sont engendrées deux ondes laser inverses, - des moyens (6 et 7) permettant d'effectuer un mélange de ces deux ondes en vue d'obtenir un système de franges d'interférences sur des cellules photoélectriques, - des moyens d'activation mécanique (8 et 9) permettant de faire osciller le bloc optique (1) par rapport à son support (25), - au moins un miroir mobile (10) muni de couches réfléchissantes et mû par exemple par un 'moteur piézoélectrique (Il), et dont les rotations parasites produites par les accelérations sont corrigées par des moyens élastiques constitués préférentiellement par des ressorts convenablement tarés (20 et 21), prenant appui sur la structure fixe (22) du gyrolaser, agissant sur l'ensemble miroir piézoélectrique et dont une composante des forces qu'ils exercent agit dans la direction des mouvements que font les miroirs sous l'effet de l'activation, caractérisé en ce que ledit dispositif d'élimination des rotations parasites des miroirs mobiles piézoélectriques applique les forces de correction fournies par les ressorts (21) et (22) directement sur la partie centrale (13) du miroir piézoélectrique, préférentiellement sur une partie rallongée de cette partie-centrale, partie (13) à l'une des extrémités de laquelle se trouve placée la partie miroir proprement dite (15). 1. Improvement to the device for eliminating parasitic 'rotations' of the movable mirror or mirrors of a gyrolaser of the type comprising - an optical unit (1) rotatably mounted on a support (25) and provided with at least one optical perimeter in closed loop, inside which two inverse laser waves are generated, - means (6 and 7) making it possible to mix these two waves in order to obtain a system of interference fringes on photoelectric cells, - mechanical activation means (8 and 9) allowing the optical unit (1) to oscillate relative to its support (25), - at least one movable mirror (10) provided with reflective layers and moved for example by a piezoelectric motor (II), and whose parasitic rotations produced by the accelerations are corrected by elastic means preferably constituted by suitably calibrated springs (20 and 21), bearing on the fixed structure (22) of the laser gyro, acting on the piezoelectric mirror assembly and of which a component of the forces which they exert acts in the direction of the movements which the mirrors make under the effect of the activation, characterized in that said device for eliminating the parasitic rotations of the piezoelectric movable mirrors applies the forces of correction provided by the springs (21) and (22) directly on the central part (13) of the piezoelectric mirror, preferably on an extended part of this central part, part (13) at one end of which is placed the mirror part proper (15). 2. Dispositif, selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les ressorts sont constitués par des lames (24) en matériau formant ressort, pliées et fixées sur le socle (25) et appuyant sur une pièce (30) de préférence en forme de tige, emmanchée dans un trou (38) percé dans la partie centrale (13) de l'ensemble miroir piézoélectrique et passant au travers d'un trou 40 percé dans le bilame en céramique piézoélectrique (11), la cambrure initiale desdites lames étant telle qu'après le montage, elles resteront en contact avec la pièce (30), quels que soient les mouvements d'activation.2. Device according to the preceding claim, characterized in that the springs consist of blades (24) made of spring material, folded and fixed on the base (25) and pressing on a part (30) preferably in the form of rod, fitted into a hole (38) drilled in the central part (13) of the piezoelectric mirror assembly and passing through a hole 40 drilled in the piezoelectric ceramic bimetallic strip (11), the initial camber of said blades being such that after assembly, they will remain in contact with the part (30), whatever the activation movements. 3. Dispositif, selon la revendication 2, caractérisé en ce que la définition du point d'appui des lames formant ressort (24) est constitué par un épaulement (31),préférentiellement sphérique, réalisé autour de l'extrémité de la pièce (30) emmanchée dans la partie centrale (13) de l'ensemble miroir piézoélectrique, épaulement sur lequel lesdites lames viennent appuyer.3. Device according to claim 2, characterized in that the definition of the fulcrum of the blades forming the spring (24) consists of a shoulder (31), preferably spherical, produced around the end of the part (30 ) fitted into the central part (13) of the piezoelectric mirror assembly, shoulder on which said blades come to bear. 4. Dispositif, selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les ressorts sont réalisés sous forme de fils (27) prenant appui dans des gorges (26) creusées sur le pourtour de l'extrémité de la pièce (30) emmanchée dans la partie centrale (13) de l'ensemble miroir piézoélectrique et sont fixés sur le socle (25) du gyrolaser en s'enfoncant dans des trous (29) prépercés dans ledit socle. L'espacement entre les deux trous et la cambrure initiale des fils (27) étant choisis pour qu'ils donnent une contrainte initiale auxdits fils telle que ceux-ci restent en contact permanent avec la pièce (30), queis que soient les mouvemements d'activation.4. Device according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the springs are produced in the form of wires (27) bearing in grooves (26) hollowed out around the periphery of the end of the part (30) fitted into the central part (13) of the piezoelectric mirror assembly and are fixed to the base (25) of the laser gyro by sinking into holes (29) pre-drilled in said base. The spacing between the two holes and the initial camber of the wires (27) being chosen so that they give an initial stress to said wires such that the latter remain in permanent contact with the part (30), whatever the movements of 'activation. 5. Dispositif, selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il corrige plusieurs défauts du gyrolaser en utilisant une forme de lames formant ressort telle qu'elles présentent, grâce à leurs branches verticales (47) et horizontales (37), des raideurs dans au moins deux directions, raideurs adaptées aux défauts à corriger, les extrémités des lames étant fixées à l'extrémité de la pièce (30) emmanchée dans la partie centrale (13) de l'ensemble miroir piézoélectrique, et préférentiellement collées sur cette pièce (30), le coefficient de dilatation du matériau dont sont constituées lesdites lames ressorts étant choisi de préférence égal à celui du matériau constituant le support d'activation.5. Device according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that it corrects several faults of the laser gyro using a form of blades forming a spring as they present, thanks to their vertical branches (47) and horizontal (37), stiffness in at least two directions, stiffness adapted to the defects to be corrected, the ends of the blades being fixed to the end of the part (30) fitted into the central part (13) of the piezoelectric mirror assembly , and preferably bonded to this part (30), the coefficient of expansion of the material from which said leaf springs are made being preferably chosen to be that of the material constituting the activation support. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, appliqué à un miroir piézoélectrique dont le moteur est constitué d'une membrane extérieure (42) sur laquelle sont collées deux céramiques piézoélectriques circulaires (41), la membrane étant elle-même préférentiellement collée sur les parties extérieure (12) et centrale (13) du miroir mobile, caractérisé en ce que les ressorts (24) appuient également sur une tige (30) qui traverse la membrane (42) et est emmanchée dans un trou (38) percé dans la partie centrale (13).6. Device according to one of the preceding claims, applied to a piezoelectric mirror whose motor consists of an outer membrane (42) on which are bonded two circular piezoelectric ceramics (41), the membrane itself being preferably bonded to the external (12) and central (13) parts of the movable mirror, characterized in that the springs (24) also press on a rod (30) which passes through the membrane (42) and is fitted into a hole (38) drilled in the central part (13). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, appliqué à un miroir piézoélectrique dont le moteur est constitué d'une membrane extérieure (42) sur laquelle sont collées deux céramiques piézoélectriques circulaires (41), la membrane étant elle-meme préférentiellement collée sur les parties extérieure (12) et centrale (13) du miroir mobile, caractérisé en ce que les ressorts (24) viennent exercer leurs forces sur une pièce (43) de préférence collée au centre de la membrane exterieure (42), la partie de ladite pièce (43) sur laquelle viennent appuyer les ressorts étant de forme préférentiellement sphérique.7. Device according to one of the preceding claims, applied to a piezoelectric mirror whose motor consists of an outer membrane (42) on which are bonded two circular piezoelectric ceramics (41), the membrane itself being preferably bonded to the outer (12) and central (13) parts of the movable mirror, characterized in that the springs (24) exert their forces on a part (43) preferably glued to the center of the outer membrane (42), the part of said part (43) on which the springs come to be preferably of spherical shape. 8. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il s'applique à tous laser muni de miroirs mobiles et soumis à des vibrations de résonnances et notamment à tous gyrolasers. 8. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that it applies to all lasers provided with movable mirrors and subjected to vibrations of resonances and in particular to all gyrolasers.
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