JPH05322588A - 光干渉角速度計 - Google Patents
光干渉角速度計Info
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- JPH05322588A JPH05322588A JP4123451A JP12345192A JPH05322588A JP H05322588 A JPH05322588 A JP H05322588A JP 4123451 A JP4123451 A JP 4123451A JP 12345192 A JP12345192 A JP 12345192A JP H05322588 A JPH05322588 A JP H05322588A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 診断指令によって光干渉角速度計（ＦＯＧと
言う）が正常か異常かを判断できるようにする。 【構成】 診断指令によって周期検波回路１９の参照信
号Ｓr の位相をπだけずらして、クローズドループの安
定点を右回り光と左回り光の位相差がπまたはその奇数
倍の位置にずらし、その時のＦＯＧ出力ＲOUT を診断信
号として診断回路３０に送出し、その周波数（バイアス
周波数）が規定値以内かどうかを判断する事によりＦＯ
Ｇの正常か異常かを判断する。また、診断指令によって
参照信号Ｓ r の次数を１次から２次に切り替えて位相変
調周波数ｆp の偶数倍の成分を同期検波し、クローズド
ループの安定点を右回り光と左回り光の位相差がπ／２
またはその整数倍の位置にずらし、その時のＦＯＧ出力
ＲOUT を診断信号に用いることもできる。診断回路３０
は外部に設けてもよい。
言う）が正常か異常かを判断できるようにする。 【構成】 診断指令によって周期検波回路１９の参照信
号Ｓr の位相をπだけずらして、クローズドループの安
定点を右回り光と左回り光の位相差がπまたはその奇数
倍の位置にずらし、その時のＦＯＧ出力ＲOUT を診断信
号として診断回路３０に送出し、その周波数（バイアス
周波数）が規定値以内かどうかを判断する事によりＦＯ
Ｇの正常か異常かを判断する。また、診断指令によって
参照信号Ｓ r の次数を１次から２次に切り替えて位相変
調周波数ｆp の偶数倍の成分を同期検波し、クローズド
ループの安定点を右回り光と左回り光の位相差がπ／２
またはその整数倍の位置にずらし、その時のＦＯＧ出力
ＲOUT を診断信号に用いることもできる。診断回路３０
は外部に設けてもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、クローズドループ方
式の光干渉角速度計（光ファイバジャイロとも言い以下
ＦＯＧと称す）の自己診断機能に関し、ＦＯＧが故障等
によって機能・性能が損なわれた時に自ら故障を判断し
外部装置に知らせたり又診断するための信号を外部装置
に送出する機能に関する。
式の光干渉角速度計（光ファイバジャイロとも言い以下
ＦＯＧと称す）の自己診断機能に関し、ＦＯＧが故障等
によって機能・性能が損なわれた時に自ら故障を判断し
外部装置に知らせたり又診断するための信号を外部装置
に送出する機能に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＦＯＧを図４に基づき説明する。
光源１１からの光Ｉは、光カプラ１２、偏光子１３、光
カプラ１４を経て光ファイバコイル１７の両端に投入さ
れる。光ファイバコイル１７を伝搬する左右両光（ＣＷ
光とＣＣＷ光）は、光ファイバのコイル１７の片端に配
置した位相変調器１５により位相変調される。位相変調
を受けた両光は、光カプラ１４で結合されて相互干渉
し、再び偏光子１３を経て光カプラ１２により受光器１
８へ分岐される。この時の受光器１８の出力ＶP は、光
の位相を変調する信号波（変調波）をＰ（ｔ）＝Ａｓｉ
ｎωP ｔとすると、 ＶP ＝（Ｉ／２）・ＫOPT ・ＫPD｛１＋ｃｏｓΔΦ（Σεn ・（−１）n ・Ｊ2n （Ｘ）・ｃｏｓ２ｎωP ｔ′）−ｓｉｎΔΦ（２Σ（−１）n ・Ｊ2n+1 （Ｘ）・ｃｏｓ（２ｎ＋１）ωP ｔ′）｝ …（１） ここで、Σはｎ＝０から∞までとるものとし、 ｔ′＝ｔ−τ／２ εn ＝ １；ｎ＝０ ２；ｎ≧１ ＫOPT ：光源１１からの出射光Ｉが光ファイバコイル１
７を経て受光器１８に至るまでの光学的損失 ＫPD：光電変換係数やアンプゲイン等で決まる定数 Ｉ：光源１１からの出射光 ＩO ：受光器１８に到達する最大光量（ＩO ＝ＫOPT ・
Ｉ） Ｊn ：第一種ベッセル関数 Ｘ：２ＡｓｉｎπｆP τ ΔΦ：光ファイバコイルにおける左右両光間の位相差 ωP ：変調波の角周波数（ωP ＝２πｆP ） τ：光ファイバコイルを伝搬する光の伝搬時間 で表される。続いて受光器１８の出力は同期検波回路１
９に入力され、そこで位相変調周波数ωP と同じ成分、
即ち（１）式における一次成分がクロック回路２４から
の参照信号Ｓr を受けて取り出される。この時の同期検
波回路１９の直流成分出力ＶO は次式で表される。
光源１１からの光Ｉは、光カプラ１２、偏光子１３、光
カプラ１４を経て光ファイバコイル１７の両端に投入さ
れる。光ファイバコイル１７を伝搬する左右両光（ＣＷ
光とＣＣＷ光）は、光ファイバのコイル１７の片端に配
置した位相変調器１５により位相変調される。位相変調
を受けた両光は、光カプラ１４で結合されて相互干渉
し、再び偏光子１３を経て光カプラ１２により受光器１
８へ分岐される。この時の受光器１８の出力ＶP は、光
の位相を変調する信号波（変調波）をＰ（ｔ）＝Ａｓｉ
ｎωP ｔとすると、 ＶP ＝（Ｉ／２）・ＫOPT ・ＫPD｛１＋ｃｏｓΔΦ（Σεn ・（−１）n ・Ｊ2n （Ｘ）・ｃｏｓ２ｎωP ｔ′）−ｓｉｎΔΦ（２Σ（−１）n ・Ｊ2n+1 （Ｘ）・ｃｏｓ（２ｎ＋１）ωP ｔ′）｝ …（１） ここで、Σはｎ＝０から∞までとるものとし、 ｔ′＝ｔ−τ／２ εn ＝ １；ｎ＝０ ２；ｎ≧１ ＫOPT ：光源１１からの出射光Ｉが光ファイバコイル１
７を経て受光器１８に至るまでの光学的損失 ＫPD：光電変換係数やアンプゲイン等で決まる定数 Ｉ：光源１１からの出射光 ＩO ：受光器１８に到達する最大光量（ＩO ＝ＫOPT ・
Ｉ） Ｊn ：第一種ベッセル関数 Ｘ：２ＡｓｉｎπｆP τ ΔΦ：光ファイバコイルにおける左右両光間の位相差 ωP ：変調波の角周波数（ωP ＝２πｆP ） τ：光ファイバコイルを伝搬する光の伝搬時間 で表される。続いて受光器１８の出力は同期検波回路１
９に入力され、そこで位相変調周波数ωP と同じ成分、
即ち（１）式における一次成分がクロック回路２４から
の参照信号Ｓr を受けて取り出される。この時の同期検
波回路１９の直流成分出力ＶO は次式で表される。
【０００３】 ＶO ＝Ｉ・ＫOPT ・ＫPD・Ｊ1 （ｘ）・ＫA1・ｓｉｎΔΦ ＝Ｋ1 ・ｓｉｎΔΦ （２） Ｋ1 ，ＫA1：利得 ここで両光間の位相差ΔΦは、 ΔΦ＝ΔΦs ＋ΔΦf （３） で表される。ΔΦs は、光ファイバコイルに回転角速度
Ωを印加したときに生じるサニャック（ｓａｇｎａｃ）
位相差を示し、次式で表される。
Ωを印加したときに生じるサニャック（ｓａｇｎａｃ）
位相差を示し、次式で表される。
【０００４】 ΔΦs ＝（４πＲＬ／Ｃλ）・Ω （４） ここで、Ｃ：高速、λ：真空中における光の波長、Ｒ：
光ファイバコイルの半径、Ｌ：光ファイバコイルの長さ
である。一方位相差ΔΦf は、光ファイバコイル１７の
一端に配置したフィードバック位相差発生器１６によっ
て位相を一定の割合で偏移させることで発生させた位相
差である。実際には、フィードバック位相差発生器１６
に鋸歯状波信号Ｒを印加し、光の位相を偏移させてい
る。フィードバック位相差発生器１６に鋸歯状波信号Ｒ
を印加するとＣＣＷ光は図５Ａに実線で示すように生
じ、一方ＣＷ光は破線で示したように光ファイバコイル
を伝搬する光の伝搬時間τだけ遅れて同様の位相シフト
を受ける。その結果、両光間の位相差は図５Ｂに示した
ように生じる。ここで鋸歯状波の位相シフトの最大偏移
ΦR が２πｋ（ｋ：整数）となるよう与えると、両光間
の位相差ΔΦf は鋸歯状波信号Ｒの周波数をｆR とする
と、 ΔΦf ＝（２πｎa Ｌ／Ｃ）・ｋ・ｆR （５） となる。ｎa は光ファイバの屈折率である。ここでΔΦ
f がサニャック効果によって生じる位相差ΔΦs と極性
が反対で大きさが等しいか又は２ｍπの差となるように
同期検波回路１９の出力を積分器２０を通して鋸歯状波
発生回路２１に与えると、積分器２０の入力即ち同期検
波回路１９の出力、即ち（２）式が零に収束し、クロー
ズドループが達成できる。
光ファイバコイルの半径、Ｌ：光ファイバコイルの長さ
である。一方位相差ΔΦf は、光ファイバコイル１７の
一端に配置したフィードバック位相差発生器１６によっ
て位相を一定の割合で偏移させることで発生させた位相
差である。実際には、フィードバック位相差発生器１６
に鋸歯状波信号Ｒを印加し、光の位相を偏移させてい
る。フィードバック位相差発生器１６に鋸歯状波信号Ｒ
を印加するとＣＣＷ光は図５Ａに実線で示すように生
じ、一方ＣＷ光は破線で示したように光ファイバコイル
を伝搬する光の伝搬時間τだけ遅れて同様の位相シフト
を受ける。その結果、両光間の位相差は図５Ｂに示した
ように生じる。ここで鋸歯状波の位相シフトの最大偏移
ΦR が２πｋ（ｋ：整数）となるよう与えると、両光間
の位相差ΔΦf は鋸歯状波信号Ｒの周波数をｆR とする
と、 ΔΦf ＝（２πｎa Ｌ／Ｃ）・ｋ・ｆR （５） となる。ｎa は光ファイバの屈折率である。ここでΔΦ
f がサニャック効果によって生じる位相差ΔΦs と極性
が反対で大きさが等しいか又は２ｍπの差となるように
同期検波回路１９の出力を積分器２０を通して鋸歯状波
発生回路２１に与えると、積分器２０の入力即ち同期検
波回路１９の出力、即ち（２）式が零に収束し、クロー
ズドループが達成できる。
【０００５】その結果、クローズドループの動作ポイン
トはΔΦ＝０±２ｍπの位置となる。ｍの値は整数で、
通常ｍ＝０の位置で動作させる。従って（２）式のｓｉ
ｎΔΦ＝０となり、ΔΦs ＝−ΔΦf となる。この関係
式に（４）、（５）式を代入すると次の関係式が成り立
つ。 ｆR ＝−（２Ｒ／ｎa λｋ）・Ω （６） これにより鋸歯状波信号の周波数ｆR を計測すれば、２
Ｒ／（ｎa λｋ）は比例定数であるから、入力角速度Ω
を知ることが出来る。尚ｋは、通常“１”が採用され
る。したがって（６）式は、 ｆR ＝−（２Ｒ／ｎa λ）・Ω （７） となる。
トはΔΦ＝０±２ｍπの位置となる。ｍの値は整数で、
通常ｍ＝０の位置で動作させる。従って（２）式のｓｉ
ｎΔΦ＝０となり、ΔΦs ＝−ΔΦf となる。この関係
式に（４）、（５）式を代入すると次の関係式が成り立
つ。 ｆR ＝−（２Ｒ／ｎa λｋ）・Ω （６） これにより鋸歯状波信号の周波数ｆR を計測すれば、２
Ｒ／（ｎa λｋ）は比例定数であるから、入力角速度Ω
を知ることが出来る。尚ｋは、通常“１”が採用され
る。したがって（６）式は、 ｆR ＝−（２Ｒ／ｎa λ）・Ω （７） となる。
【０００６】図４において、鋸歯状波発生回路２１では
ＲRGをその利得とすれば積分器２０出力Ｖd に比例した
繰返し周波数ｆR ＝ＲRGＶd をもつ鋸歯状波信号Ｒが発
生され、フィードバック位相差発生器１６に供給される
と共に、同じ周波数の矩形波のＲＯＧ出力信号Ｒout が
出力端子２２に供給される。また積分器２０出力Ｖdも
必要に応じ出力端子２３に供給される。なお、積分器２
０と鋸歯状波発生回路２１とでフィードバック回路２７
が構成される。
ＲRGをその利得とすれば積分器２０出力Ｖd に比例した
繰返し周波数ｆR ＝ＲRGＶd をもつ鋸歯状波信号Ｒが発
生され、フィードバック位相差発生器１６に供給される
と共に、同じ周波数の矩形波のＲＯＧ出力信号Ｒout が
出力端子２２に供給される。また積分器２０出力Ｖdも
必要に応じ出力端子２３に供給される。なお、積分器２
０と鋸歯状波発生回路２１とでフィードバック回路２７
が構成される。
【０００７】クロック回路２４から位相変調周波数ｆP
と同じ周波数の矩形波信号が参照信号Ｓr として同期検
波回路１９に供給される。また、クロック回路２４から
位相変調周波数ｆP の矩形波が位相変調駆動回路２５に
供給され、正弦波信号に変換され、レベル調整されて駆
動信号ＳP として位相変調器１５に供給される。
と同じ周波数の矩形波信号が参照信号Ｓr として同期検
波回路１９に供給される。また、クロック回路２４から
位相変調周波数ｆP の矩形波が位相変調駆動回路２５に
供給され、正弦波信号に変換され、レベル調整されて駆
動信号ＳP として位相変調器１５に供給される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたようにＦＯ
Ｇの各部の機能が正常に作動していると積分器２０出力
Ｖd のレベルやＦＯＧ出力Ｒout の周波数ｆR を計測す
れば（６）又は（７）式によって入力された回転角速度
Ωを知ることが出来る。ところが従来技術の場合、ＦＯ
Ｇのどこかが故障して出力Ｖd 、Ｒout が出なくなった
り、またＲout の周波数が異常のままになったり、また
出力Ｖd のレベルが異常に低下したり増加したりするよ
うなことがあっても、ＦＯＧ出力だけからは、ＦＯＧ自
身が正常なのか異常なのか判断できず、ＦＯＧを使用し
ているシステムを危険に陥れる可能性があった。本発明
は、診断指令によってＦＯＧが正常か異常かを判断でき
るようにすることを目的としている。
Ｇの各部の機能が正常に作動していると積分器２０出力
Ｖd のレベルやＦＯＧ出力Ｒout の周波数ｆR を計測す
れば（６）又は（７）式によって入力された回転角速度
Ωを知ることが出来る。ところが従来技術の場合、ＦＯ
Ｇのどこかが故障して出力Ｖd 、Ｒout が出なくなった
り、またＲout の周波数が異常のままになったり、また
出力Ｖd のレベルが異常に低下したり増加したりするよ
うなことがあっても、ＦＯＧ出力だけからは、ＦＯＧ自
身が正常なのか異常なのか判断できず、ＦＯＧを使用し
ているシステムを危険に陥れる可能性があった。本発明
は、診断指令によってＦＯＧが正常か異常かを判断でき
るようにすることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明では、クローズ
ドループ方式のＦＯＧにおいて、診断指令によって前記
同期検波手段の参照信号を位相が１８０°ずれた参照信
号に切り替えて、クローズドループの安定点を前記右回
り光と左回り光の位相差が１８０°またはその奇数倍の
位置にずらし、その時のＦＯＧの出力を診断信号として
診断回路に送出し、その周波数（バイアス周波数）が規
定値以内かどうか判断する事により、ＦＯＧが正常か異
常かを判断する。
ドループ方式のＦＯＧにおいて、診断指令によって前記
同期検波手段の参照信号を位相が１８０°ずれた参照信
号に切り替えて、クローズドループの安定点を前記右回
り光と左回り光の位相差が１８０°またはその奇数倍の
位置にずらし、その時のＦＯＧの出力を診断信号として
診断回路に送出し、その周波数（バイアス周波数）が規
定値以内かどうか判断する事により、ＦＯＧが正常か異
常かを判断する。
【００１０】また診断指令によって前記同期検波手段の
参照信号の周波数の次数を切り替えて、前記位相変調周
波数の偶数倍の成分を同期検波し、クローズドループの
安定点を前記右回り光と左回り光の位相差が９０°また
はその奇数倍の位置にずらし、その時のＦＯＧの出力を
診断出力として診断回路に送出し、その周波数（バイア
ス周波数）が規定以内かどうか判断する事により、ＦＯ
Ｇが正常か異常かを判断する。
参照信号の周波数の次数を切り替えて、前記位相変調周
波数の偶数倍の成分を同期検波し、クローズドループの
安定点を前記右回り光と左回り光の位相差が９０°また
はその奇数倍の位置にずらし、その時のＦＯＧの出力を
診断出力として診断回路に送出し、その周波数（バイア
ス周波数）が規定以内かどうか判断する事により、ＦＯ
Ｇが正常か異常かを判断する。
【００１１】
【実施例】次に本発明の一実施例を図１を参照し説明す
る。同図には図４と対応する部分に同じ符号を付し、重
複説明を省略する。スイッチ２８がａ側に接続された状
態では、位相変調周波数ｆp と同じ周波数の信号が同期
検波回路１９の参照信号Ｓ r として印加される。その結
果、干渉光に含まれている１次成分が同期検波され、積
分器２０に印加される。その時の同期検波回路１９の出
力は（２）式で示され、ＦＯＧ出力Ｒout の周波数ｆR
は（６）式に示した正規の値である。
る。同図には図４と対応する部分に同じ符号を付し、重
複説明を省略する。スイッチ２８がａ側に接続された状
態では、位相変調周波数ｆp と同じ周波数の信号が同期
検波回路１９の参照信号Ｓ r として印加される。その結
果、干渉光に含まれている１次成分が同期検波され、積
分器２０に印加される。その時の同期検波回路１９の出
力は（２）式で示され、ＦＯＧ出力Ｒout の周波数ｆR
は（６）式に示した正規の値である。
【００１２】一方診断指令によりスイッチ２８をｂ側に
接続すると、参照信号Ｓr1は、インバータ２９によって
位相が１８０°ずらされて同期検波回路１９に印加され
る。その結果、同期検波回路１９から（２）式で示した
出力と逆極性の出力が送出され、クローズドループの動
作ポイントがΔΦ＝ｍπまたは−ｍπの位置となる。ｍ
は、１，３，５・・・・の整数で、ここではｍ＝１の位
置で動作させる。つまりΔΦ＝πとなり、その結果、Δ
Φf ＝π−ΔΦs となる。ここで入力角速度Ωが印加さ
れていない状態ではΔΦs ＝０であるので、その時の鋸
歯状波信号Ｒの周波数ｆR は（５）式より次式で表され
る。入力角速度Ωが印加されていない時のｆR をバイア
ス周波数と言い、ｆb で表す。
接続すると、参照信号Ｓr1は、インバータ２９によって
位相が１８０°ずらされて同期検波回路１９に印加され
る。その結果、同期検波回路１９から（２）式で示した
出力と逆極性の出力が送出され、クローズドループの動
作ポイントがΔΦ＝ｍπまたは−ｍπの位置となる。ｍ
は、１，３，５・・・・の整数で、ここではｍ＝１の位
置で動作させる。つまりΔΦ＝πとなり、その結果、Δ
Φf ＝π−ΔΦs となる。ここで入力角速度Ωが印加さ
れていない状態ではΔΦs ＝０であるので、その時の鋸
歯状波信号Ｒの周波数ｆR は（５）式より次式で表され
る。入力角速度Ωが印加されていない時のｆR をバイア
ス周波数と言い、ｆb で表す。
【００１３】 ｆb ＝Ｃ／２ｎa Ｌ （８） （８）式で、Ｃが光速、ｎa が光ファイバの屈折率、Ｌ
が光ファイバの長さであり、いずれも温度係数の小さい
要素であるため、このｆb はＦＯＧの動作状態が正常で
あればほゞ一定であるので、精度の良い診断信号として
使用できる。そこで図１では出力Ｒout を診断回路３０
に入力して、バイアス周波数ｆb が許容範囲にあるか否
かを監視し、外れた場合には警報信号ＡＬＭを外部に送
出する。なお、分周器３３は、クロック回路２４より入
力される２次の参照信号Ｓr2の周波数２ｆp を１／２に
分周して、１次の参照信号Ｓr1を作っている。
が光ファイバの長さであり、いずれも温度係数の小さい
要素であるため、このｆb はＦＯＧの動作状態が正常で
あればほゞ一定であるので、精度の良い診断信号として
使用できる。そこで図１では出力Ｒout を診断回路３０
に入力して、バイアス周波数ｆb が許容範囲にあるか否
かを監視し、外れた場合には警報信号ＡＬＭを外部に送
出する。なお、分周器３３は、クロック回路２４より入
力される２次の参照信号Ｓr2の周波数２ｆp を１／２に
分周して、１次の参照信号Ｓr1を作っている。
【００１４】図２においてスイッチ２８がａ側に接続さ
れた状態では、位相変調周波数ｆPと同じ周波数の信号
Ｓr1が同期検波回路１９の参照信号Ｓr として印加され
る。その結果、干渉光に含まれている１次成分が同期検
波され、積分器２０に印加される。その時の同期検波回
路１９の出力は（２）式で示され、ＦＯＧ出力ＲOUTの
周波数ｆR は（６）式に示した正規の値である。
れた状態では、位相変調周波数ｆPと同じ周波数の信号
Ｓr1が同期検波回路１９の参照信号Ｓr として印加され
る。その結果、干渉光に含まれている１次成分が同期検
波され、積分器２０に印加される。その時の同期検波回
路１９の出力は（２）式で示され、ＦＯＧ出力ＲOUTの
周波数ｆR は（６）式に示した正規の値である。
【００１５】一方、診断指令によりスイッチ２８をｂ側
に接続すると、参照信号Ｓr として周波数２ｆp の２次
の参照信号Ｓr2が同期検波回路１９に印加される。その
結果、同期検波回路１９の出力Ｖｐ′は、次式で表され
る。 Ｖo ′＝Ｋ2 ・ｃｏｓ（ΔΦ） （９） この出力は、積分器２０、鋸歯状波発生器２１から成る
フィードバック回路２７に供給される。
に接続すると、参照信号Ｓr として周波数２ｆp の２次
の参照信号Ｓr2が同期検波回路１９に印加される。その
結果、同期検波回路１９の出力Ｖｐ′は、次式で表され
る。 Ｖo ′＝Ｋ2 ・ｃｏｓ（ΔΦ） （９） この出力は、積分器２０、鋸歯状波発生器２１から成る
フィードバック回路２７に供給される。
【００１６】その結果、系はクローズドループの負帰還
動作によって動作ポイントがΔΦ＝ｍπ／２または−ｍ
π／２の位置となる。ｍは、１，２，３・・・の整数
で、ここではｍ＝１の位置で動作させる。つまりΔΦ＝
π／２となり、その結果、ΔΦ f ＝π／２−ΔΦs とな
る。ここで入力角速度Ωが印加されていない状態では、
ΔΦs ＝０であるので、その時のバイアス周波数ｆb は
（５）式より次式で表される。
動作によって動作ポイントがΔΦ＝ｍπ／２または−ｍ
π／２の位置となる。ｍは、１，２，３・・・の整数
で、ここではｍ＝１の位置で動作させる。つまりΔΦ＝
π／２となり、その結果、ΔΦ f ＝π／２−ΔΦs とな
る。ここで入力角速度Ωが印加されていない状態では、
ΔΦs ＝０であるので、その時のバイアス周波数ｆb は
（５）式より次式で表される。
【００１７】 ｆb ＝Ｃ／４ｎa Ｌ （１０） 即ち、入力角速度Ω＝０の状態で（１０）式で示したバ
イアス周波数ｆb が発生する。このｆb は（１０）式か
らも明らかなように温度係数の小さい要素で構成されて
いるため、ＦＯＧの動作が正常であればほゞ一定である
ことから、精度の良い診断信号として使用できる。
イアス周波数ｆb が発生する。このｆb は（１０）式か
らも明らかなように温度係数の小さい要素で構成されて
いるため、ＦＯＧの動作が正常であればほゞ一定である
ことから、精度の良い診断信号として使用できる。
【００１８】図３は第１診断指令ＣＴＬ1 によってスイ
ッチ２８がｂ側に接続され、ＦＯＧ出力端子２２には、
（１０）式で示した周波数ｆb の出力ＲOUT が送出さ
れ、第２診断指令信号ＣＴＬ2 によってスイッチ３４が
ｂ側に接続され、その結果系は、クローズドループの負
帰還動作から、動作ポイントが直前の位相差からπ（ラ
ジアン）ずれた位置に安定する。この時のＦＯＧの出力
ＲOUT は、ΔΦs ＝０の条件で、直前のＦＯＧ出力Ｒ
OUT と絶対値が等しく極性が反対の信号が得られ、これ
ら両信号によってより確実で精度の良い診断信号が得ら
れる。以上は、（８），（１０）式とも鋸歯状発生回路
２１の出力を診断信号として使用したが、鋸歯状波発生
回路２１の利得をＫRG（Ｐｕｌｓｅ／Ｖｏｌｔｓ）、鋸
歯状波発生回路２１の入力電圧をＶd とすると、Ｖd ＝
ｆb ／ＫRGと表すことが出来、Ｖd を診断信号として使
用することが出来る。また診断信号ＲOUT ，Ｖdよりフ
ィードバック信号Ｒの周波数ｆb が規定値以内であるか
どうかを判断する診断回路３０は、外部の例えばＦＯＧ
を使用する親装置に設けてもよい。
ッチ２８がｂ側に接続され、ＦＯＧ出力端子２２には、
（１０）式で示した周波数ｆb の出力ＲOUT が送出さ
れ、第２診断指令信号ＣＴＬ2 によってスイッチ３４が
ｂ側に接続され、その結果系は、クローズドループの負
帰還動作から、動作ポイントが直前の位相差からπ（ラ
ジアン）ずれた位置に安定する。この時のＦＯＧの出力
ＲOUT は、ΔΦs ＝０の条件で、直前のＦＯＧ出力Ｒ
OUT と絶対値が等しく極性が反対の信号が得られ、これ
ら両信号によってより確実で精度の良い診断信号が得ら
れる。以上は、（８），（１０）式とも鋸歯状発生回路
２１の出力を診断信号として使用したが、鋸歯状波発生
回路２１の利得をＫRG（Ｐｕｌｓｅ／Ｖｏｌｔｓ）、鋸
歯状波発生回路２１の入力電圧をＶd とすると、Ｖd ＝
ｆb ／ＫRGと表すことが出来、Ｖd を診断信号として使
用することが出来る。また診断信号ＲOUT ，Ｖdよりフ
ィードバック信号Ｒの周波数ｆb が規定値以内であるか
どうかを判断する診断回路３０は、外部の例えばＦＯＧ
を使用する親装置に設けてもよい。
【００１９】なお、診断回路３０によるバイアス周波数
ｆb のチェックは、例えばこの光干渉角速度計を搭載し
た航空機の出発前のチェック時に行われる。
ｆb のチェックは、例えばこの光干渉角速度計を搭載し
た航空機の出発前のチェック時に行われる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ＦＯＧに
診断機能を付加することにより、ＦＯＧが故障等によっ
て性能機能が損なわれたときに、自ら故障を判断したり
また診断のための信号を外部の診断回路に送出すること
によりＦＯＧを使用した装置を危険な状態から回避する
ことが出来る。
診断機能を付加することにより、ＦＯＧが故障等によっ
て性能機能が損なわれたときに、自ら故障を判断したり
また診断のための信号を外部の診断回路に送出すること
によりＦＯＧを使用した装置を危険な状態から回避する
ことが出来る。
【図１】本発明の請求項１の実施例を示すブロック図。
【図２】本発明の請求項２の実施例を示すブロック図。
【図３】本発明の請求項３の実施例の要部を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図４】従来の光干渉角速度計のブロック図。
【図５】図４のフィードバック位相差発生器１６で生ず
るＣＣＷ光とＣＷ光とのフィードバック位相Φf 及びフ
ィードバック位相差ΔΦf の波形図。
るＣＣＷ光とＣＷ光とのフィードバック位相Φf 及びフ
ィードバック位相差ΔΦf の波形図。
Claims (3)
- 【請求項１】 少なくとも一周する光学路と、 その光学路に対して右回り光及び左回り光を通す分岐手
段と、 その光学路を伝搬してきた右回り光及び左回り光を干渉
させる干渉手段と、 前記分岐手段と前記光学路の一端との間に配置されて前
記右回り光及び左回り光に位相変調を与える位相変調手
段と、 前記分岐手段と前記光学路の他端との間に配置されて前
記右回り光及び左回り光に位相差を発生させるフィード
バック位相差発生手段と、 前記干渉手段により得られた干渉光の光強度を電気信号
として検出する受光器と、 その受光器からの出力の内、前記位相変調手段の変調周
波数またはその奇数倍の成分を同期検波する同期検波手
段と、 前記同期検波手段の出力によりフィードバック信号を発
生し前記フィードバック位相差発生手段に供給するフィ
ードバック信号発生手段とから成るクローズドループ方
式の光干渉角速度計において、 診断指令によって、前記同期検波手段に供給する参照信
号の位相を１８０°ずらして、クローズドループの安定
点を前記右回り光と左回り光の位相差が１８０°または
その奇数倍の位置にずらし、その時の前記フィードバッ
ク信号発生手段より得られる光干渉角速度計の出力を診
断信号として診断回路に送出して、前記フィードバック
信号の周波数を監視するようにしたことを特徴とする光
干渉角速度計。 - 【請求項２】 少なくとも一周する光学路と、 その光学路に対して右回り光及び左回り光を通す分岐手
段と、 その光学路を伝搬してきた右回り光及び左回り光を干渉
させる干渉手段と、 前記分岐手段と前記光学路の一端との間に配置されて右
回り光及び左回り光に位相変調を与える位相変調手段
と、 前記分岐手段と前記光学路の他端との間に配置されて右
回り光及び左回り光に位相差を発生させるフィードバッ
ク位相差発生手段と、 前記干渉手段により得られた干渉光の光強度を電気信号
として検出する受光器と、 その受光器からの出力の内、前記位相変調手段の変調周
波数またはその奇数倍の成分を同期検波する同期検波手
段と、 前記同期検波手段の出力によりフィードバック信号を発
生し前記フィードバック位相差発生手段に供給するフィ
ードバック信号発生手段とから成るクローズドループ方
式の光干渉角速度計において、 診断指令によって前記同期検波手段に供給する参照信号
の周波数の次数を切り替えて、前記位相変調周波数の偶
数倍の成分を同期検波し、クローズドループの安定点を
前記右回り光と左回り光の位相差が９０°またはその奇
数倍の位置にずらし、その時の前記フィードバック信号
発生手段より得られる光干渉角速度計の出力を診断信号
として診断回路に送出して、前記フィードバック信号の
周波数を監視するようにしたことを特徴とする光干渉角
速度計。 - 【請求項３】 少なくとも一周する光学路と、 その光学路に対して右回り光及び左回り光を通す分岐手
段と、 その光学路を伝搬してきた右回り光及び左回り光を干渉
させる干渉手段と、 前記分岐手段と前記光学路の一端との間に配置されて右
回り光及び左回り光に位相変調を与える位相変調手段
と、 前記分岐手段と前記光学路の他端との間に配置されて右
回り光及び左回り光に位相差を発生させるフィードバッ
ク位相差発生手段と、 前記干渉手段により得られた干渉光の光強度を電気信号
として検出する受光器と、 その受光器からの出力の内、前記位相変調手段の変調周
波数またはその奇数倍の成分を同期検波する同期検波手
段と、 前記同期検波手段の出力によりフィードバック信号を発
生し前記フィードバック位相差発生手段に供給するフィ
ードバック信号発生手段とから成るクローズドループ方
式の光干渉角速度計において、 第１の診断指令によって前記同期検波手段に供給する参
照信号の周波数の次数を切り替えて前記位相変調周波数
の偶数倍の成分を同期検波し、クローズドループの安定
点を前記右回り光と左回り光の位相差が９０°またはそ
の奇数倍の位置にずらし、その時の光干渉角速度計の出
力を診断回路に送出し、かつ第２の診断指令によって前
記周波数の次数を切り替えられた参照信号と位相が１８
０°ずれた参照信号に更に切り替えて前記位相変調周波
数の偶数倍の成分を同期検波し、クローズドループの安
定点を前記右回り光と左回り光の位相差が前記位相差よ
り更に１８０°ずれた位置とし、その時の前記フィード
バック信号発生手段より得られる光干渉角速度計の出力
を診断回路に送出して、前記フィードバック信号の周波
数を監視するようにしたことを特徴とする光干渉角速度
計。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12345192A JP2514529B2 (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 光干渉角速度計 |
| US08/051,995 US5386290A (en) | 1992-04-30 | 1993-04-26 | Optical interferometric angular rate meter with a self-diagnostic capability |
| EP93107088A EP0568105B1 (en) | 1992-04-30 | 1993-04-30 | Optical interferometric angular rate meter with a self diagnostic capability |
| DE69305778T DE69305778T2 (de) | 1992-04-30 | 1993-04-30 | Optischer interferometrischer Drehgeschwindigkeitssensor mit Selbstdiagnosefunktion |
| EP96100077A EP0725261B1 (en) | 1992-04-30 | 1993-04-30 | Optical interferometric angular rate meter with a self-diagnostic capability |
| DE69322797T DE69322797T2 (de) | 1992-04-30 | 1993-04-30 | Optischer interferometrischer Drehgeschwindigkeitssensor mit Selbstdiagnosefunktion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12345192A JP2514529B2 (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 光干渉角速度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05322588A true JPH05322588A (ja) | 1993-12-07 |
| JP2514529B2 JP2514529B2 (ja) | 1996-07-10 |
Family
ID=14860938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12345192A Expired - Fee Related JP2514529B2 (ja) | 1992-04-30 | 1992-05-15 | 光干渉角速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2514529B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008521374A (ja) * | 2004-11-18 | 2008-06-19 | ドン・エナジー・セールス・アンド・ディストリビューション・アクティーゼルスカブ | 簡潔な光ファイバ・ファラデー効果センサの補償 |
| JP2010145248A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | クローズドループ方式光干渉角速度計 |
-
1992
- 1992-05-15 JP JP12345192A patent/JP2514529B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008521374A (ja) * | 2004-11-18 | 2008-06-19 | ドン・エナジー・セールス・アンド・ディストリビューション・アクティーゼルスカブ | 簡潔な光ファイバ・ファラデー効果センサの補償 |
| JP4869245B2 (ja) * | 2004-11-18 | 2012-02-08 | パワーセンス・アクティーゼルスカブ | 簡潔な光ファイバ・ファラデー効果センサの補償 |
| JP2010145248A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | クローズドループ方式光干渉角速度計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2514529B2 (ja) | 1996-07-10 |
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