JPH01165966A - 光ファイバジャイロ制御装置 - Google Patents
光ファイバジャイロ制御装置Info
- Publication number
- JPH01165966A JPH01165966A JP62324388A JP32438887A JPH01165966A JP H01165966 A JPH01165966 A JP H01165966A JP 62324388 A JP62324388 A JP 62324388A JP 32438887 A JP32438887 A JP 32438887A JP H01165966 A JPH01165966 A JP H01165966A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- piezo element
- optical fiber
- differentiating circuit
- servo motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 13
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は、光ファイバジャイロ制御装置に係り、とくに
、位相変調方式の光ファイバジャイロの出力感度の最適
化に好適な光ファイバジャイロ制御装置に関する。
、位相変調方式の光ファイバジャイロの出力感度の最適
化に好適な光ファイバジャイロ制御装置に関する。
光ジヤイロ構成原理はサグナック（ＳａｇｎａＣ）効果
と呼ばれる。第３図のような円形の光路１０にビームス
プリッタ２を用いて右回り光および左回り光を伝搬させ
る。このとき系が慣性空間に対して静止していれば、両
回り光は全く同一の光路を逆回りに伝搬するだけなので
、伝搬後にビームスプリッタ２で合波される際の両光波
間の位相差は零である。ところが、この光学系が図中に
矢印で示したように円形光路を含む面内で慣性空間に対
して角速度Ωで回転すると両光波間に位相差が現われる
。
と呼ばれる。第３図のような円形の光路１０にビームス
プリッタ２を用いて右回り光および左回り光を伝搬させ
る。このとき系が慣性空間に対して静止していれば、両
回り光は全く同一の光路を逆回りに伝搬するだけなので
、伝搬後にビームスプリッタ２で合波される際の両光波
間の位相差は零である。ところが、この光学系が図中に
矢印で示したように円形光路を含む面内で慣性空間に対
して角速度Ωで回転すると両光波間に位相差が現われる
。
いま、簡単のために光路の屈折率は１であると仮定しよ
う。円形光路１０の半径をａとすると、ビームスプリッ
タ２によりこの光路に導かれてから再びビームスプリン
タ２に到達するまでに要する時間は、右回り光に対して
は、 ｔｒ−（２ｘａ＋ａΩｔ ｒ ） ／ ｃ −−
（１）左回りに対しては、 ｔｒ−（２ｉａ ａΩｔ Ｌ ） ／ ｃ −
−（２）で与えられる。ここでＣは光速である。式（１
）２式（２）から両光波間には、ｃ＞ａΩを考慮して、
Δｔ＝ｔｒ−ｔ＋ ＝ （４πａ ２ ／ ｃ ２ ）
Ω−（４Ｓ／ｃ２）Ω ・・・・・・（
３）なる伝搬時間差が生ずることになる。これは、ΔＬ
−（４Ｓ／ｃ）Ω ・・・・・・（４）
なる光路差、いい換えれば、 Δφ−（４ｋＳ／ｃ）Ω ・・・・・・（
５）なる位相差が生ずることを意味する。ここで、Ｓは
光路１０の囲む面積、には波数である。本効果をサグナ
ック効果と呼ぶ。
う。円形光路１０の半径をａとすると、ビームスプリッ
タ２によりこの光路に導かれてから再びビームスプリン
タ２に到達するまでに要する時間は、右回り光に対して
は、 ｔｒ−（２ｘａ＋ａΩｔ ｒ ） ／ ｃ −−
（１）左回りに対しては、 ｔｒ−（２ｉａ ａΩｔ Ｌ ） ／ ｃ −
−（２）で与えられる。ここでＣは光速である。式（１
）２式（２）から両光波間には、ｃ＞ａΩを考慮して、
Δｔ＝ｔｒ−ｔ＋ ＝ （４πａ ２ ／ ｃ ２ ）
Ω−（４Ｓ／ｃ２）Ω ・・・・・・（
３）なる伝搬時間差が生ずることになる。これは、ΔＬ
−（４Ｓ／ｃ）Ω ・・・・・・（４）
なる光路差、いい換えれば、 Δφ−（４ｋＳ／ｃ）Ω ・・・・・・（
５）なる位相差が生ずることを意味する。ここで、Ｓは
光路１０の囲む面積、には波数である。本効果をサグナ
ック効果と呼ぶ。
式（３）から弐（５）の導出では、光路の屈折率は１、
その形状は円形であると仮定したが、任意の光路形状、
任意の光路屈折率ｎに対しても、ここでは証明を省略す
るが、サグナック効果による伝搬時間差Δｔは（３）式
と同様になる。すなわち、式（３）から式（５）はサグ
ナック効果の基本式であり、光路の形状１回転の中心、
更に光路の屈折率には依存しない。
その形状は円形であると仮定したが、任意の光路形状、
任意の光路屈折率ｎに対しても、ここでは証明を省略す
るが、サグナック効果による伝搬時間差Δｔは（３）式
と同様になる。すなわち、式（３）から式（５）はサグ
ナック効果の基本式であり、光路の形状１回転の中心、
更に光路の屈折率には依存しない。
第４図に光ファイバジャイロの基本光学系を示す。これ
は、第３図のサグナックの干渉計の円形光路部１０を長
尺の単一モード光ファイバループ（センサ用ファイバル
ープ）４で置き換えた構成となっている。
は、第３図のサグナックの干渉計の円形光路部１０を長
尺の単一モード光ファイバループ（センサ用ファイバル
ープ）４で置き換えた構成となっている。
さて、サグナック効果によって誘起される両光波間の位
相差Δφは、式（５）から Δφ−（４ｋＳＮ／ｃ） ・Ω −（４πＬ ａ ／ ｃλ）・Ω ・・・・・
・（６）で与えられる。ここで、Ｎは光フアイバループ
の巻数、Ｌは光ファイバの長さ、ａはそのループの半径
である。前述したように、本基本式中には光ファイバの
屈折率が含まれていない。
相差Δφは、式（５）から Δφ−（４ｋＳＮ／ｃ） ・Ω −（４πＬ ａ ／ ｃλ）・Ω ・・・・・
・（６）で与えられる。ここで、Ｎは光フアイバループ
の巻数、Ｌは光ファイバの長さ、ａはそのループの半径
である。前述したように、本基本式中には光ファイバの
屈折率が含まれていない。
近時の光ファイバの製造技術の向上により極低損失光フ
ァイバが実現され、一方、光ファイバには可とう性があ
り、半径数ｃｍに巻いても破損しないばかりか有意な損
失増も見られない。そこで、半径ａを小さく（２ｃｍ〜
５ｃｍ）保ったままで■、を長く（数百ｍ〜数ｋｍ）
して、比較的小型で高感度なサグナック干渉計が実現で
きる。適当な光学系を構成してΔφを高精度に測定しく
慣性航法用には〜１Ｏ−６ｒａｄといった極微小位相変
化を測定する）１式（６）からΩを得るのが光ファイバ
ジャイロの原理である。
ァイバが実現され、一方、光ファイバには可とう性があ
り、半径数ｃｍに巻いても破損しないばかりか有意な損
失増も見られない。そこで、半径ａを小さく（２ｃｍ〜
５ｃｍ）保ったままで■、を長く（数百ｍ〜数ｋｍ）
して、比較的小型で高感度なサグナック干渉計が実現で
きる。適当な光学系を構成してΔφを高精度に測定しく
慣性航法用には〜１Ｏ−６ｒａｄといった極微小位相変
化を測定する）１式（６）からΩを得るのが光ファイバ
ジャイロの原理である。
第４図の基本光学系では静止時に両回り光の光路長が完
全に一致するため、受光器３の出力は１十ＣＯＳΔφに
比例して変化することになり（同図（２）参照）、微小
回転に対する感度が得られない。
全に一致するため、受光器３の出力は１十ＣＯＳΔφに
比例して変化することになり（同図（２）参照）、微小
回転に対する感度が得られない。
この問題点を解決し、微小回転に対する感度を最適化す
るため位相差バイアス法、２人力法２位相変調法１周波
数変化法、光ヘテロダイン法等の手法が考案されている
。
るため位相差バイアス法、２人力法２位相変調法１周波
数変化法、光ヘテロダイン法等の手法が考案されている
。
ここでは、この内の位相変調法を採り上げて説明する。
この位相変調法は、両光波間に相対的に時間遅れのある
位相変調をかけ、干渉出力中のその成分を検出するとい
う手法であり、他の方法に比較して分解能・零点安定性
の向上のための基本条件をよく満たすという特性を有す
る。
位相変調をかけ、干渉出力中のその成分を検出するとい
う手法であり、他の方法に比較して分解能・零点安定性
の向上のための基本条件をよく満たすという特性を有す
る。
位相変調法の光学系概念図を第５図に示す。ここに示す
ように、これは基本光学系（第４図）中＝５− のセンサ用ファイバループ４の一端に位相変調器５を設
けた構成である。このとき位相変調器５がセンサ用ファ
イバループ４の一端にあることがキーポイントであり、
左右両回り光への変調は互いに異なるタイミングでかか
ることになる。この結果３両光による干渉光出力中の基
本波成分■。はＶｏ＝ＫＪ＋ （η）ｓ＋ｎΔφ
・・・・・・（７）で与えられる。ここで、Ｋは
定数、Ｊ＋ は−次第一種ベッセル関数であり、 η−２ψｓｉｎ πｆｏＴ ・・・・
・・（８）である。上式で、ｆｏおよびψはそれぞれ位
相変調の変調周波数および変調指数であり、Ｔは光フア
イバ中の光波の伝搬時間、つまり左右両回り光への位相
変調のタイミングの差である。ηζ１．８のとき、Ｊ、
（η）が最大となることが判っている。第５図に示すよ
うにロックインアンプ７により基本波成分を同期検波す
ることによりｓｉｎΔφに比例した出力■。が得られ、
感度の最適化が図られる。第５図中に用いられている偏
光子６は、光フアイバ中での偏波変動による出力ドリフ
トを除去するために不可欠なものである。空間モードフ
ィルタ８は、光ファイバへの入射光と出射光が同一光路
を通りビームスプリッタの同一場所で分波・合波され、
かつ互いに同一モード形状とするためにビームスプリン
タ２と１２との間に設りられている。
ように、これは基本光学系（第４図）中＝５− のセンサ用ファイバループ４の一端に位相変調器５を設
けた構成である。このとき位相変調器５がセンサ用ファ
イバループ４の一端にあることがキーポイントであり、
左右両回り光への変調は互いに異なるタイミングでかか
ることになる。この結果３両光による干渉光出力中の基
本波成分■。はＶｏ＝ＫＪ＋ （η）ｓ＋ｎΔφ
・・・・・・（７）で与えられる。ここで、Ｋは
定数、Ｊ＋ は−次第一種ベッセル関数であり、 η−２ψｓｉｎ πｆｏＴ ・・・・
・・（８）である。上式で、ｆｏおよびψはそれぞれ位
相変調の変調周波数および変調指数であり、Ｔは光フア
イバ中の光波の伝搬時間、つまり左右両回り光への位相
変調のタイミングの差である。ηζ１．８のとき、Ｊ、
（η）が最大となることが判っている。第５図に示すよ
うにロックインアンプ７により基本波成分を同期検波す
ることによりｓｉｎΔφに比例した出力■。が得られ、
感度の最適化が図られる。第５図中に用いられている偏
光子６は、光フアイバ中での偏波変動による出力ドリフ
トを除去するために不可欠なものである。空間モードフ
ィルタ８は、光ファイバへの入射光と出射光が同一光路
を通りビームスプリッタの同一場所で分波・合波され、
かつ互いに同一モード形状とするためにビームスプリン
タ２と１２との間に設りられている。
この空間モードフィルタ８としては例えばセンザ用ルー
プと同一の単一モード光ファイバを用いればよい。９ａ
〜９ｅはレンズを示す。
プと同一の単一モード光ファイバを用いればよい。９ａ
〜９ｅはレンズを示す。
木方式では、弐（７）１式（８）かられかるように、そ
のスケールファクタが変調指数ψにより変化してしまう
。また、偏光子を用いる必要から、光フアイバ中の偏波
状態変動により受光器出力も変動し、これらがスケール
ファクタ変動を引き起こす。このほか位相変調器５によ
り光フアイバ中で偏波状態が変動すると、やはり偏光子
を用いているために出力に周波数ｆ。の強度変調がかか
り零点ドリフトを生ずるが、 ｆ ｏ＝ ｃ ／ ２ ｎ Ｌ
−−（９）とするとよいことが知られている。ここで、
ｎは光ファイバの等価屈折率である。
のスケールファクタが変調指数ψにより変化してしまう
。また、偏光子を用いる必要から、光フアイバ中の偏波
状態変動により受光器出力も変動し、これらがスケール
ファクタ変動を引き起こす。このほか位相変調器５によ
り光フアイバ中で偏波状態が変動すると、やはり偏光子
を用いているために出力に周波数ｆ。の強度変調がかか
り零点ドリフトを生ずるが、 ｆ ｏ＝ ｃ ／ ２ ｎ Ｌ
−−（９）とするとよいことが知られている。ここで、
ｎは光ファイバの等価屈折率である。
位相変調器５としては、ピエゾ素子（超音波振動子）の
周囲に光ファイバを数回巻き回したものが用いられ、ピ
エゾ素子の共振周波数（ｒｅ ）で電圧を印加するとピ
エゾ素子は呼吸振動をして、光ファイバの長さを微小に
変化させることとなり、等価的に光フアイバ中を進む光
の位相に変調がかかるようになっている。
周囲に光ファイバを数回巻き回したものが用いられ、ピ
エゾ素子の共振周波数（ｒｅ ）で電圧を印加するとピ
エゾ素子は呼吸振動をして、光ファイバの長さを微小に
変化させることとなり、等価的に光フアイバ中を進む光
の位相に変調がかかるようになっている。
位相変調方式光ファイバジャイロの出力感度はピエゾ素
子への印加電圧に依存し、−次の第一種ベンセル関数、
Ｊ、 （η）を係数どして式（７）に示すような比例関
係にある。前述したように、Ｊ。
子への印加電圧に依存し、−次の第一種ベンセル関数、
Ｊ、 （η）を係数どして式（７）に示すような比例関
係にある。前述したように、Ｊ。
（η）はη−１，８付近で最大となるため、出力感度を
最適化するにはピエゾ素子への印加電圧を加減して素子
の振幅を調節する必要がある。
最適化するにはピエゾ素子への印加電圧を加減して素子
の振幅を調節する必要がある。
従来、この出力感度の最適化の方法として、例えば■光
ファイバループを一定の角速度で回転させ、ピエゾ素子
印加電圧を変化させてジャイロ出力の最大となる値を検
出する方法、■ジャイロ信号をスペクトラムアナライザ
（周波数分析器）へ入力し、変調波の基本波と高調波の
比より最適値を推定する方法等が多く用いられている。
ファイバループを一定の角速度で回転させ、ピエゾ素子
印加電圧を変化させてジャイロ出力の最大となる値を検
出する方法、■ジャイロ信号をスペクトラムアナライザ
（周波数分析器）へ入力し、変調波の基本波と高調波の
比より最適値を推定する方法等が多く用いられている。
しかしながら、上記従来例の■の方法にあっては、まず
光ファイバジャイロを構成する光フアイバループを一定
の角速度で回転させ、その時の出力を測定し、以後位相
変調器を構成するピエゾ素子印加電圧を変化させてジャ
イロ出力が最大となるピエゾ素子印加電圧（位相変調特
性の最適点）を検出するとともに、同様の操作を繰り返
し行うことから、方法そのものは簡単ではあるが時間が
掛かるという不都合があった。また、上記■の方法にあ
っては、スペクトラムアナライザ、その他の計算設備を
用い最適点を検出するため、正確な値は得られるが、ス
ペクトラムアナライザ等は高価であることから、必然的
に装置全体が高価なものになってしまうという不都合を
有していた。
光ファイバジャイロを構成する光フアイバループを一定
の角速度で回転させ、その時の出力を測定し、以後位相
変調器を構成するピエゾ素子印加電圧を変化させてジャ
イロ出力が最大となるピエゾ素子印加電圧（位相変調特
性の最適点）を検出するとともに、同様の操作を繰り返
し行うことから、方法そのものは簡単ではあるが時間が
掛かるという不都合があった。また、上記■の方法にあ
っては、スペクトラムアナライザ、その他の計算設備を
用い最適点を検出するため、正確な値は得られるが、ス
ペクトラムアナライザ等は高価であることから、必然的
に装置全体が高価なものになってしまうという不都合を
有していた。
本発明の目的は、かかる従来例の有する不都合を改善し
、とくに、高価な計算設備等が不要で、かつ位相変調方
式の光ファイバジャイロの出力感度の最適化に要する時
間を大幅に短縮し得る光ファイバジャイロ制御装置を提
供することにある。
、とくに、高価な計算設備等が不要で、かつ位相変調方
式の光ファイバジャイロの出力感度の最適化に要する時
間を大幅に短縮し得る光ファイバジャイロ制御装置を提
供することにある。
本発明では、ジャイロ出力と所定の波形処理が施された
ピエゾ素子印加電圧との微分を行う微分回路と、この微
分回路の出力に応してピエゾ素子印加電圧変調用のサー
ボモータを駆動し、ピエゾ素子印加電圧を調整するサー
ボモータ駆動手段と、ピエゾ素子印加電圧に波形処理を
施して微分回路へ送出する波形処理部とを備え、微分回
路の出力状態を表示する表示部を当該微分回路に併設す
るという構成を採り、これによって前記目的を達成しよ
うとするものである。
ピエゾ素子印加電圧との微分を行う微分回路と、この微
分回路の出力に応してピエゾ素子印加電圧変調用のサー
ボモータを駆動し、ピエゾ素子印加電圧を調整するサー
ボモータ駆動手段と、ピエゾ素子印加電圧に波形処理を
施して微分回路へ送出する波形処理部とを備え、微分回
路の出力状態を表示する表示部を当該微分回路に併設す
るという構成を採り、これによって前記目的を達成しよ
うとするものである。
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第２図に基づい
て説明する。
て説明する。
本実施例においては、前述した第５図と同一の構成の位
相変調方式光ファイバジャイロに対して本発明に係る光
ファイバジャイロ制御装置が適用されているものとし、
第５図と同一の構成部材については同一の符号を用いる
こととする。
相変調方式光ファイバジャイロに対して本発明に係る光
ファイバジャイロ制御装置が適用されているものとし、
第５図と同一の構成部材については同一の符号を用いる
こととする。
この第１図の実施例は、同期検波用のロンフィンアンプ
７と、光ファイバジャイロ制御装置１１と、周波数ｆ。
７と、光ファイバジャイロ制御装置１１と、周波数ｆ。
の発振器３０と、ピエゾ素子４０とを備えている。
この内、ピエゾ素子４０は位相変調器５を構成するもの
であり、発振器３０から周波数ｆ。の正弦波Ｖ ＰＺＴ
が印加されている。このＶ ＰＺＴの値は、後述するサ
ーボモータ１５により調整し得るようになっている。
であり、発振器３０から周波数ｆ。の正弦波Ｖ ＰＺＴ
が印加されている。このＶ ＰＺＴの値は、後述するサ
ーボモータ１５により調整し得るようになっている。
ロックインアンプ７は、受光器３に入射した光を変調周
波１２ ｆ。で同期検波して、ジャイロ出力Ｖｏとして
後述する微分回路１２の入力段に設けられたスイッチ１
７に送出する。
波１２ ｆ。で同期検波して、ジャイロ出力Ｖｏとして
後述する微分回路１２の入力段に設けられたスイッチ１
７に送出する。
光ファイバジャイロ制御装置１１は、微分回路１２と、
この微分回路１２の出力段に併設された表示部１３及び
微分回路１２の出力に応じてサーボモータ１５を駆動す
るサーボモータ駆動手段としてのサーボモータ駆動回路
１４と、サーボモータ駆動回路１４に駆動されピエゾ素
子印加電圧■ＰＡＴを変動させるサーボモータ１５と、
ピエゾ素子４０の印加電圧Ｖ ＰＺＴに所定の波形処理
を施して微分回路２に送出する波形処理部１６とを備え
ている。
この微分回路１２の出力段に併設された表示部１３及び
微分回路１２の出力に応じてサーボモータ１５を駆動す
るサーボモータ駆動手段としてのサーボモータ駆動回路
１４と、サーボモータ駆動回路１４に駆動されピエゾ素
子印加電圧■ＰＡＴを変動させるサーボモータ１５と、
ピエゾ素子４０の印加電圧Ｖ ＰＺＴに所定の波形処理
を施して微分回路２に送出する波形処理部１６とを備え
ている。
また、微分回路１２の入力端には、スイッチ１７が設け
られ、必要に応じて（ジャイロの初期化。
られ、必要に応じて（ジャイロの初期化。
補正等のリセット時に）このスイッチ１７がオン（ＯＮ
）され前述したジャイロ出力Ｖ。が微分回路２に入力さ
れるようになっている。
）され前述したジャイロ出力Ｖ。が微分回路２に入力さ
れるようになっている。
微分回路１２は、ジャイロ出力電圧の絶対値Ｉｖｏｌと
＋ ”ＰＺＴの微分ｄ ｌ ｖｏｌ ／ｄ ＶＰ２Ｔ
をとり、その出力段の表示部１３及びサーボモータ駆動
回路１４に出力する。
＋ ”ＰＺＴの微分ｄ ｌ ｖｏｌ ／ｄ ＶＰ２Ｔ
をとり、その出力段の表示部１３及びサーボモータ駆動
回路１４に出力する。
ピエゾ素子４０印加電圧ＶＦＺＴを変化させると（実際
にはセンサ用ファイバループ４を同一角速度で回転させ
て行うのであるが）、ジャイロ出力電圧の絶対値ＩＶｏ
ｌば第２図に示すようになり、印加電圧が■。ｐｔの
とき出力は最大で＋ ＶＯｍａｘをとる。
にはセンサ用ファイバループ４を同一角速度で回転させ
て行うのであるが）、ジャイロ出力電圧の絶対値ＩＶｏ
ｌば第２図に示すようになり、印加電圧が■。ｐｔの
とき出力は最大で＋ ＶＯｍａｘをとる。
このため、本実施例においては、ジャイロの出力感度を
最適化するために微分回路１２の出力ｄｌ Ｖｏ ｌ
／ ｄ ＶＰ２Ｔに応じて当該出力を零とするように
、換言ずれぼ印加電圧が■。ｐｔとなるように、サーボ
モータを駆動して印加電圧■、２．を調整することで容
易にジャイロ出力感度の最適化がなされるようになって
いる。表示部１３には、微分回路１２の出力状態が表示
されるようになっており、オペレータはこの表示部１３
の出力の表示が零であることを確認することにより、ジ
ャイロ出力感度の最適化が完了したことを容易に知るこ
とが出来る。
最適化するために微分回路１２の出力ｄｌ Ｖｏ ｌ
／ ｄ ＶＰ２Ｔに応じて当該出力を零とするように
、換言ずれぼ印加電圧が■。ｐｔとなるように、サーボ
モータを駆動して印加電圧■、２．を調整することで容
易にジャイロ出力感度の最適化がなされるようになって
いる。表示部１３には、微分回路１２の出力状態が表示
されるようになっており、オペレータはこの表示部１３
の出力の表示が零であることを確認することにより、ジ
ャイロ出力感度の最適化が完了したことを容易に知るこ
とが出来る。
以上説明したように、本実施例によると、微分回路１２
の出力に応してサーボモータ駆動回路１４がサーボモー
タ１５を駆動してピエゾ素子４０の印加電圧を容易に所
定の値に調整し得ることから、位相変調方式の光ファイ
バジャイロの出力の最適化を極く短時間になし得るとい
う利点がある。
の出力に応してサーボモータ駆動回路１４がサーボモー
タ１５を駆動してピエゾ素子４０の印加電圧を容易に所
定の値に調整し得ることから、位相変調方式の光ファイ
バジャイロの出力の最適化を極く短時間になし得るとい
う利点がある。
また、スペクトルアナライザを使用する必要がなく、高
価な計算設備等も必要としない。更に、最適意を検出す
る時間が短縮されるために、ジャイロの動作途中でピエ
ゾ素子４０の較正を頻繁にできる。このため位相変調方
式の光ファイバジャイロの欠点の一つである出力係数（
スケールファクタ）によるジャイロの誤差を軽減できる
という利点もある。
価な計算設備等も必要としない。更に、最適意を検出す
る時間が短縮されるために、ジャイロの動作途中でピエ
ゾ素子４０の較正を頻繁にできる。このため位相変調方
式の光ファイバジャイロの欠点の一つである出力係数（
スケールファクタ）によるジャイロの誤差を軽減できる
という利点もある。
本発明は、以上のように構成され機能するので、これに
よると、ジャイロ出力と所定の波形処理後のピエゾ素子
印加電圧との微分を行う微分回路とこの微分回路の出力
に応じてピエゾ素子印加電圧を調整するサーボモータ駆
動手段と、微分回路の出力状態を表示する表示部とを備
えていることから、微分回路の出力が所定の値でない場
合、サーボモータ駆動手段の作用により、微分回路の出
力が所定のものとなるように、サーボモータを駆動して
ピエゾ素子印加電圧を調整せしめることができる。この
ため、位相変調方式の光ファイバジャイロの位相変調特
性の最適点を極く容易に検出することが出来る。また、
表示部の作用によりオペレークは微分回路の出力状態を
確認することが出来る。
よると、ジャイロ出力と所定の波形処理後のピエゾ素子
印加電圧との微分を行う微分回路とこの微分回路の出力
に応じてピエゾ素子印加電圧を調整するサーボモータ駆
動手段と、微分回路の出力状態を表示する表示部とを備
えていることから、微分回路の出力が所定の値でない場
合、サーボモータ駆動手段の作用により、微分回路の出
力が所定のものとなるように、サーボモータを駆動して
ピエゾ素子印加電圧を調整せしめることができる。この
ため、位相変調方式の光ファイバジャイロの位相変調特
性の最適点を極く容易に検出することが出来る。また、
表示部の作用によりオペレークは微分回路の出力状態を
確認することが出来る。
従って、スペクトラムアナライザ等の高価な設備を用い
ることなく位相変調方式の光ファイバジャイロの出力感
度の最適化を極く短時間になし得るという従来にない構
成が簡単で優れた光ファイバジャイロ制御装置を提供す
ることが出来る。
ることなく位相変調方式の光ファイバジャイロの出力感
度の最適化を極く短時間になし得るという従来にない構
成が簡単で優れた光ファイバジャイロ制御装置を提供す
ることが出来る。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
一定角速度に対するジャイロ出力のピエゾ印加電圧依存
性を示す説明図、第３図はサグナック効果の発生原理を
示す説明図、第４図（１）は光フアイバジャ、イロ基本
系を示す図、第４図（２）は同図（１）の系の角速度Ω
に対する受光器面上での光入力Ｐを示す図、第５図は位
相変調方式光ファイバジャイロの構成概念図である。 １２・・・・・・微分回路、１３・・・・・・表示部、
Ｉ４・・・・・・サーボモータ駆動手段としてのサーボ
モータ駆動回路、１５・・・・・・サーボモータ、１６
・・・・・・波形処理部、■。・・・・・・ジャイロ出
力、ＶＰ２Ｔ・・・・・・ピエゾ素子印加電圧。 特許出願人 鈴木自動車工業株式会社住 鎚 ］
一定角速度に対するジャイロ出力のピエゾ印加電圧依存
性を示す説明図、第３図はサグナック効果の発生原理を
示す説明図、第４図（１）は光フアイバジャ、イロ基本
系を示す図、第４図（２）は同図（１）の系の角速度Ω
に対する受光器面上での光入力Ｐを示す図、第５図は位
相変調方式光ファイバジャイロの構成概念図である。 １２・・・・・・微分回路、１３・・・・・・表示部、
Ｉ４・・・・・・サーボモータ駆動手段としてのサーボ
モータ駆動回路、１５・・・・・・サーボモータ、１６
・・・・・・波形処理部、■。・・・・・・ジャイロ出
力、ＶＰ２Ｔ・・・・・・ピエゾ素子印加電圧。 特許出願人 鈴木自動車工業株式会社住 鎚 ］
Claims (1)
- （１）、ジャイロ出力と所定の波形処理が施されたピエ
ゾ素子印加電圧との微分を行う微分回路と、この微分回
路の出力に応じて前記ピエゾ素子印加電圧変動用のサー
ボモータを駆動し、前記ピエゾ素子印加電圧を調整する
サーボモータ駆動手段と、前記ピエゾ素子印加電圧に前
記波形処理を施して前記微分回路へ送出する波形処理部
とを備え、前記微分回路の出力状態を表示する表示部を
当該微分回路に併設したことを特徴とする光ファイバジ
ャイロ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62324388A JP2580652B2 (ja) | 1987-12-22 | 1987-12-22 | 光ファイバジャイロ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62324388A JP2580652B2 (ja) | 1987-12-22 | 1987-12-22 | 光ファイバジャイロ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01165966A true JPH01165966A (ja) | 1989-06-29 |
| JP2580652B2 JP2580652B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=18165233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62324388A Expired - Lifetime JP2580652B2 (ja) | 1987-12-22 | 1987-12-22 | 光ファイバジャイロ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2580652B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011027739A (ja) * | 2009-07-21 | 2011-02-10 | Honeywell Internatl Inc | 高次空間モードからのバイアス誤差が低減された共振器光ファイバジャイロスコープ（ｒｆｏｇ） |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60195415A (ja) * | 1984-03-17 | 1985-10-03 | Tokyo Inst Of Technol | 超高感度光フアイバ・ジヤイロスコ−プ |
| JPS60228916A (ja) * | 1984-02-17 | 1985-11-14 | ザ・ボ−ド・オブ・トラステイ−ズ・オブ・ザ・レランド・スタンフオ−ド・ジユニア・ユニバ−シテイ | 物理パラメ−タを検知し測定するための装置 |
| JPS61147105A (ja) * | 1984-12-21 | 1986-07-04 | Agency Of Ind Science & Technol | 位相変調方式光フアイバジヤイロ |
| JPS62123310A (ja) * | 1985-11-25 | 1987-06-04 | Hitachi Ltd | 回転角速度検出器 |
-
1987
- 1987-12-22 JP JP62324388A patent/JP2580652B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60228916A (ja) * | 1984-02-17 | 1985-11-14 | ザ・ボ−ド・オブ・トラステイ−ズ・オブ・ザ・レランド・スタンフオ−ド・ジユニア・ユニバ−シテイ | 物理パラメ−タを検知し測定するための装置 |
| JPS60195415A (ja) * | 1984-03-17 | 1985-10-03 | Tokyo Inst Of Technol | 超高感度光フアイバ・ジヤイロスコ−プ |
| JPS61147105A (ja) * | 1984-12-21 | 1986-07-04 | Agency Of Ind Science & Technol | 位相変調方式光フアイバジヤイロ |
| JPS62123310A (ja) * | 1985-11-25 | 1987-06-04 | Hitachi Ltd | 回転角速度検出器 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011027739A (ja) * | 2009-07-21 | 2011-02-10 | Honeywell Internatl Inc | 高次空間モードからのバイアス誤差が低減された共振器光ファイバジャイロスコープ（ｒｆｏｇ） |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2580652B2 (ja) | 1997-02-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0532679B1 (en) | Modulation frequency control in a fiber optic rotation sensor | |
| JP5161440B2 (ja) | 振動梁ジャイロスコープ、振動梁ジャイロスコープの駆動方法 | |
| US4708480A (en) | Solid-state optical interferometer | |
| JPS61222288A (ja) | 角速度センサ | |
| EP0262825A2 (en) | Fiber optic rotation sensor utilizing high birefringence fiber and having reduced intensity type phase errors | |
| EP2226612B1 (en) | Cavity length modulation in resonator fiber optic gyroscopes | |
| US5090810A (en) | Ring resonator gyroscope controlling two servo control loops based on the output of a single interference detector | |
| US4408882A (en) | Optical gyroscope with time dependent wavelength | |
| EP3086091B1 (en) | Rotationally biased fiber optic gyroscope | |
| JP2724915B2 (ja) | 変調切換えを伴なう干渉計信号解析 | |
| JPH0617796B2 (ja) | 物理パラメ−タを検知し測定するための装置 | |
| JPS645242B2 (ja) | ||
| EP0160450B1 (en) | Phase reading fiber optic interferometer | |
| EP0153123B1 (en) | Gated fiber optic rotation sensor with extended dynamic range | |
| US5170225A (en) | Determining optical signal transit delay time in an optical interferometer | |
| JPH01165966A (ja) | 光ファイバジャイロ制御装置 | |
| US5015095A (en) | Closed-loop fiber-optic angular rate sensor including a mixer arrangement for measuring rotational direction and rate | |
| Bennett et al. | Fibre-optic gyros for robotics | |
| EP0206970A1 (en) | Rotation induced phase modulation in passive sagnac interferometers | |
| CN103743392B (zh) | 一种单耦合器双偏振光纤陀螺仪 | |
| JPS622121A (ja) | 光フアイバジヤイロスコ−プ | |
| JPH01156617A (ja) | 光ファイバ方位センサ | |
| JPH04204214A (ja) | 光ファイバジャイロ及びその角速度検出及び調整方法 | |
| JPS6373110A (ja) | 光フアイバジヤイロのバイアス機構 | |
| JPS629213A (ja) | 光フアイバ回転センサ |