RU163266U1 - SINGLE-RESONATOR GYROSCOPE-MAGNETRON - Google Patents

SINGLE-RESONATOR GYROSCOPE-MAGNETRON Download PDF

Info

Publication number
RU163266U1
RU163266U1 RU2016100292/28U RU2016100292U RU163266U1 RU 163266 U1 RU163266 U1 RU 163266U1 RU 2016100292/28 U RU2016100292/28 U RU 2016100292/28U RU 2016100292 U RU2016100292 U RU 2016100292U RU 163266 U1 RU163266 U1 RU 163266U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetron
frequency
anode
increment
highly stable
Prior art date
Application number
RU2016100292/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Колестратович Плотников
Original Assignee
Петр Колестратович Плотников
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Петр Колестратович Плотников filed Critical Петр Колестратович Плотников
Priority to RU2016100292/28U priority Critical patent/RU163266U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU163266U1 publication Critical patent/RU163266U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

1. Однорезонаторный гироскоп-магнетрон, содержащий чувствительный элемент в виде магнетрона-митрона, представляющего собой герметичную замкнутую полость с расположенными в ней электродом для вывода информации, резонаторным анодом и холодным катодом, накальным эмитирующим катодом, управляющим коническим анодом электронной пушки; магнитную систему магнетрона, источники питающих напряжений, причем чувствительный элемент укреплен посредством кронштейна и регулируемых опор так, что ось холодного катода и резонаторного анода, являющаяся измерительной, параллельна вектору магнитной индукции источника магнитного поля, совпадает с направлением инжекции электронной пушки, перпендикулярна плоскости размещения кольцевой анодной системы, отличающийся тем, что в его состав вместо второго магнетрона введен высокостабильный измеритель времени, электрод вывода информации магнетрона и выход высокостабильного измерителя времени соединены с соответствующими входами фазового компаратора, выходы которого соединены с входами микропроцессора, выполненного с возможностью определения по алгоритмам сравнения приращения частоты магнетрона по отношению к частоте эталонного генератора, пропорциональной измеряемой угловой скорости, а также приращения фазы от приращения частоты, являющейся выходным сигналом, пропорциональным приращению интеграла от указанной угловой скорости.2. Однорезонаторный гироскоп-магнетрон по п. 1, отличающийся тем, что фазовый калибратор выполнен с возможностью определения собственной частоты генерации магнетрона.3. Однорезонаторный гироскоп-магнетрон по п. 1, отличающийся тем, что высокостабиль1. A single resonator gyroscope magnetron containing a sensing element in the form of a magnetron magnetron, which is a sealed closed cavity with an electrode for information output, a resonant anode and a cold cathode, a filament emitting cathode controlling the conical anode of the electron gun; the magnetron’s magnetic system, sources of supply voltage, and the sensitive element is strengthened by means of an arm and adjustable supports so that the axis of the cold cathode and resonator anode, which is the measuring one, is parallel to the magnetic induction vector of the magnetic field source, coincides with the direction of injection of the electron gun, perpendicular to the plane of the annular anode system, characterized in that instead of the second magnetron, a highly stable time meter, an information output electrode and the magnetron and the output of a highly stable time meter are connected to the corresponding inputs of a phase comparator, the outputs of which are connected to the inputs of a microprocessor, configured to determine, by comparison algorithms, the increment of the magnetron frequency with respect to the frequency of the reference generator proportional to the measured angular velocity, as well as the phase increment from the frequency increment , which is the output signal proportional to the increment of the integral from the indicated angular velocity. 2. A single resonator gyroscope magnetron according to claim 1, characterized in that the phase calibrator is configured to determine the eigenfrequency of the magnetron generation. A single resonator gyroscope magnetron according to claim 1, characterized in that it is highly stable

Description

Полезная модель относится к области приборостроения и предназначена как для использования в системах ориентации и навигации кораблей, самолетов и других подвижных объектов, так и в лабораторных и других стационарных условиях для измерения угловых скоростей и интегралов от них тренажеров, поворотных столов и других устройств.The utility model relates to the field of instrumentation and is intended both for use in orientation systems and navigation of ships, aircraft and other moving objects, and in laboratory and other stationary conditions for measuring angular velocities and the integrals of them simulators, rotary tables and other devices.

Известен резонансный гироскоп сверхвысокочастотного диапазона [Пат. на ПМ РФ №116999, 2012 г, авторы Мельников Л.А и др.], в состав которого входят два митрона, каждый из которых состоит из установленных в вакуумированной полости резонаторов в виде холодного катода и концентричного ему резонансного анода со штырями и впадинами, а также электронная пушка, содержащая нить накала, подогревной катод и конический анод, в состав митрона также входят источник постоянного магнитного поля и электрод вывода информации, причем ось симметрии митронов, являющаяся измерительной по абсолютной угловой скорости объекта, параллельна оси магнитной индукции источника постоянного магнитного поля так, что измерительные оси митронов направлены встречно-параллельно. При этом два митрона размещены внутри единой вакуумированной полости на единой установочной поверхности корпуса прибора компланарно, каждый резонансный анод состоит из малого и большого секторов, при этом большой сектор холодного катода первого митрона является неполным круговым, второго - неполным кольцевым, при этом первый из них охватывается соответствующим большим сектором резонансного анода по окружности, а второй охватывает по окружности второй большой сектор резонансного анода до центральной зоны, где напротив друг друга расположены малые секторы холодного катода и резонансного анода, содержащего по длине несколько штырей и впадин, образованные при этом совокупные резонансные аноды, состоящие из малых и больших соответствующих секторов анодов первого и второго митронов, содержат четные одинаковые количества штырей и впадин, расположенные с одинаковым угловым шагом.Known resonant gyroscope microwave range [US Pat. at the PM of the Russian Federation No. 116999, 2012, authors Melnikov L.A. et al.], which consists of two mitrons, each of which consists of resonators installed in a vacuum cavity in the form of a cold cathode and a resonant anode concentric to it with pins and hollows, as well as an electron gun containing a filament, a heated cathode and a conical anode, the mitron also includes a constant magnetic field source and an information output electrode, and the axis of symmetry of the mitrons, which is measured by the absolute angular velocity of the object, is parallel flax axis of the magnetic induction of the DC magnetic field such that the measurement Mitronov axis directed anti-parallel. In this case, two mitrons are placed inside a single evacuated cavity on a single mounting surface of the device body coplanarly, each resonant anode consists of small and large sectors, while the large sector of the cold cathode of the first mitron is incomplete circular, the second is incomplete circular, while the first one is covered the corresponding large sector of the resonant anode around the circumference, and the second around the circumference of the second large sector of the resonant anode to the central zone, where opposite each other the small sectors of the cold cathode and the resonant anode are placed, containing several pins and troughs in length, the combined resonant anodes formed, consisting of small and large corresponding sectors of the first and second mitron anodes, contain even identical numbers of pins and troughs located with the same angular pitch .

Однако, т.к. имеются два резонатора, их полную идентичность обеспечить невозможно, и погрешность имеет место.However, since there are two resonators, their full identity cannot be ensured, and an error occurs.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является кольцевой резонансный гироскоп сверхвысокочастотного диапазона [Пат РФ №2207511, кл. G01C 19/64, опубликовано 27.06.2003 г., автор П.К. Плотников], содержащий два чувствительных элемента, в качестве которых использован митрон (т.е. магнетрон, настраиваемый напряжением), резонатор, источник постоянного магнитного поля, устройство для съема выходной информации, источники питающих напряжений, кронштейн, регулируемые опоры для крепления к кронштейну чувствительных элементов и два прецизионных переменных резистора. Один из чувствительных элементов укреплен на кронштейне так, что ось холодного катода и анодной системы митрона, являющаяся измерительной, параллельна вектору магнитной индукции источника магнитного поля, совпадает с направлением инжекции электронной пушки, перпендикулярна плоскости размещения кольцевой анодной системы, входящей в состав резонатора. Второй митрон укреплен на кронштейне в перевернутом на 180 угловых градусов положении по отношению к первому митрону. Прецизионный переменный резистор включен между плюсовым зажимом источника анодного напряжения и анодом каждого митрона.Closest to the claimed technical solution is a ring resonant gyroscope of the microwave range [Pat RF №2207511, class. G01C 19/64, published 06/27/2003, author P.K. Plotnikov], containing two sensing elements, which are used as a mitron (ie, a magnetron adjustable by voltage), a resonator, a source of constant magnetic field, a device for acquiring output information, sources of supply voltage, an arm, adjustable supports for attaching to an arm of sensitive elements and two precision variable resistors. One of the sensitive elements is mounted on the bracket so that the axis of the cold cathode and the anodic system of the mitron, which is the measuring one, is parallel to the magnetic induction vector of the magnetic field source, coincides with the direction of injection of the electron gun, perpendicular to the plane of the ring anode system included in the resonator. The second mitron is mounted on the bracket in an inverted position of 180 degrees relative to the first mitron. A precision variable resistor is connected between the positive terminal of the anode voltage source and the anode of each mitron.

Недостатком данного прибора является невысокая точность измерения, вызванная неидентичностью параметров двух магнетронов, настраиваемых напряжением.The disadvantage of this device is the low accuracy of the measurement, caused by the non-identical parameters of the two magnetrons, adjustable voltage.

Задачей данной полезной модели является существенное уменьшение этих недостатков, т.е. повышение точности измерения.The objective of this utility model is to significantly reduce these shortcomings, i.e. improving measurement accuracy.

Техническим результатом является применение только одного магнетрона, вместо второго в прибор вводится генератор стабильной частоты (таймер) и устройство для определения разности частот между выходными сигналами магнетрона и генератора. За счет возможности применения высокостабильного по частоте таймера, что обеспечено развитием науки и техники в области определения приборов времени, удается резко повысить точность предлагаемого прибора по отношению к прототипу.The technical result is the use of only one magnetron, instead of the second a stable frequency generator (timer) and a device for determining the frequency difference between the output signals of the magnetron and the generator are introduced into the device. Due to the possibility of using a highly stable timer, which is ensured by the development of science and technology in the field of determining time devices, it is possible to sharply increase the accuracy of the proposed device with respect to the prototype.

Поставленная задача решается тем, что в однорезонаторном гироскопе-магнетроне, содержащем чувствительный элемент в виде магнетрона-митрона, представляющем собой герметичную замкнутую полость с расположенными в ней электродом для вывода информации, резонаторным анодом и холодным катодом, накальным эмитирующим катодом, управляющим коническим анодом электронной пушки; магнитную систему магнетрона, источники питающих напряжений, причем чувствительный элемент укреплен посредством кронштейна и регулируемых опор так, что ось холодного катода и резонаторного анода, являющаяся измерительной, параллельна вектору магнитной индукции источника магнитного поля, совпадает с направлением инжекции электронной пушки, перпендикулярна плоскости размещения кольцевой анодной системы, согласно заявляемому техническому решению в его состав вместо второго магнетрона введен высокостабильный измеритель времени, электрод вывода информации магнетрона и выход высокостабильного измерителя времени соединены с соответствующими входами фазового компаратора, выходы которого соединены с входами микропроцессора, выполненного с возможностью определения по алгоритмам сравнения приращения частоты магнетрона по отношению к частоте эталонного генератора, пропорциональной измеряемой угловой скорости, а также приращения фазы от приращения частоты, являющейся выходным сигналом, пропорциональным приращению интеграла от указанной угловой скорости.The problem is solved in that in a single-cavity gyroscope magnetron containing a sensing element in the form of a magnetron-mitron, which is a sealed closed cavity with an electrode for information output, a resonant anode and a cold cathode, an incandescent emitting cathode controlling the conical anode of the electron gun ; the magnetron’s magnetic system, sources of supply voltage, and the sensitive element is strengthened by means of an arm and adjustable supports so that the axis of the cold cathode and resonator anode, which is the measuring one, is parallel to the magnetic induction vector of the magnetic field source, coincides with the direction of injection of the electron gun, perpendicular to the plane of the annular anode system, according to the claimed technical solution, instead of the second magnetron, a highly stable time meter, ele the magnetron information output cable and the output of a highly stable time meter are connected to the corresponding inputs of a phase comparator, the outputs of which are connected to the inputs of a microprocessor configured to determine, by comparison algorithms, the increment of the magnetron frequency with respect to the frequency of the reference generator proportional to the measured angular velocity, as well as the phase increment from frequency increments, which is the output signal proportional to the integral increment from the specified angular velocity.

На фиг. 1 представлена функционально-электрическая схема однорезонаторного гироскоп-магнетрона.In FIG. 1 shows a functional electrical diagram of a single resonator gyroscope magnetron.

Принятые обозначения: 1 - корпус магнетрона (митрона), соединенный с корпусом подвижного объекта (ПО); 2 - сверхвысокостабильный генератор эталонной (опорной) частоты (таймер); 3 - фазовый компаратор; 4 - бортовое микропроцессорное устройство, 5 - герметичный вакуумплотный магнетрон; 6 - резонаторный анод; 7 - управляющий конический анод электронной пушки; 8 - накальный эмитирующий катод, 9 - холодный катод магнетрона; 10 - электрод вывода информации, выполненный, например, в виде петли или коаксиально-полоскового перехода; 11 - корпус магнетрона, соединенный с корпусом ПО; 12 - магнитная система магнетрона; 13 - резистор анодной цепи; 14 - фазовый калибратор.Accepted designations: 1 - magnetron (mitron) case connected to the body of a moving object (ON); 2 - ultra-high-stability generator of the reference (reference) frequency (timer); 3 - phase comparator; 4 - on-board microprocessor device, 5 - sealed vacuum-tight magnetron; 6 - resonant anode; 7 - control conical anode of the electron gun; 8 - glow emitting cathode, 9 - cold cathode of the magnetron; 10 - electrode output information, made, for example, in the form of a loop or coaxial-stripe transition; 11 - magnetron housing connected to the software housing; 12 - magnetron system of a magnetron; 13 - anode circuit resistor; 14 - phase calibrator.

Однорезонаторный гироскоп магнетрон содержит чувствительный элемент в виде магнетрона-митрона 5, представляющем собой герметичную замкнутую полость с расположенными в ее корпусе 1 резонаторным анодом 6, электродом для вывода информации 10, холодным катодом 9, накальным эмитирующим катодом 8, управляющим коническим анодом электронной пушки 7. Кроме того, однорезонаторный гироскоп магнетрон содержит магнитную систему магнетрона 12, источники питающих напряжений, причем чувствительный элемент укреплен посредством кронштейна и регулируемых опор так, что ось холодного катода 9 и резонаторного анода 6, являющаяся измерительной, параллельна вектору магнитной индукции источника магнитного поля, совпадает с направлением инжекции электронной пушки, перпендикулярна плоскости размещения кольцевой анодной системы. В состав вместо второго магнетрона введен высокостабильный измеритель времени в виде сверхвысокочастоного генератора эталонной частоты 2, фазовый калибратор 14 выполнен с возможностью определения собственной частоты генерации магнетрона, при неподвижном объекте равный эталонной частоте генератора. Электрод вывода информации 10 и выход высокостабильного измерителя времени соединены с соответствующими входами фазового компаратора 3, подключенного двусторонними каналами связи к бортовому МПУ 4, выход которого связан с фазовым калибратором 14.A single-resonator magnetron gyroscope contains a sensitive element in the form of a magnetron-mitron 5, which is a sealed closed cavity with a resonant anode 6 located in its housing 1, an electrode for outputting information 10, a cold cathode 9, an incandescent emitting cathode 8, which controls the conical anode of the electron gun 7. In addition, a single-cavity magnetron gyroscope contains a magnetron magnet system 12, sources of supply voltage, and the sensing element is strengthened by a bracket and adjustable supports so that the axis of the cold cathode 9 and the resonant anode 6, which is the measuring one, is parallel to the magnetic induction vector of the magnetic field source, coincides with the direction of injection of the electron gun, perpendicular to the plane of placement of the annular anode system. Instead of a second magnetron, a highly stable time meter in the form of an ultrahigh-frequency generator of a reference frequency 2 was introduced into the composition, a phase calibrator 14 is configured to determine the natural frequency of the magnetron generation, with a stationary object equal to the reference frequency of the generator. The information output electrode 10 and the output of the highly stable time meter are connected to the corresponding inputs of the phase comparator 3 connected by two-way communication channels to the on-board MPU 4, the output of which is connected to the phase calibrator 14.

Магнетрон 5 может быть выполнен как в виде классического прибора малой мощности, так и в виде митрона [Лебедев И.А. Техника и приборы СВЧ. Том2-М.: «Высшая школа» - 376 с]. Конструкция крепления митрона, которая может быть применена и для одного магнетрона, описана в патенте №2207511 прототипа. Схема электрическая, заключенная в корпусе 1 фиг. 1, одинакова как для магнетрона, так и для митрона.Magnetron 5 can be made both in the form of a classical low-power device, and in the form of a mitron [I. Lebedev Microwave equipment and devices. Volume2-M.: "Higher School" - 376 s]. The design of the attachment of the mitron, which can be applied to one magnetron, is described in the patent No. 2207511 of the prototype. The electrical circuit enclosed in the housing 1 of FIG. 1 is the same for both the magnetron and the mitron.

Фазовый калибратор 3 представляет собой также фазовый детектор, например, описанного выше типа.Phase calibrator 3 is also a phase detector, for example, of the type described above.

Высокостабильный измеритель времени в виде сверхвысокостабильного генератора эталонной частоты 2 может быть выполнен в виде «Стандарта частоты и времени водородного 41-95», в случае применения прибора для корабля, подлодки, большого летательного аппарата и другого крупного транспортного средства [http://www.kvarz.com/general/ch1-76a.html]. Частоты выходных синусоидальных сигналов кварцевого генератора: 5, 10 и 100 МГц настраиваются по сигналу излучения квантового водородного генератора (КВГ) с частотой 1420, 405 МГц. Относительная нестабильность (погрешность) частоты: 5·10-16 за сутки и 1,5·10-13 за 1 с.A highly stable time meter in the form of an ultra-stable reference frequency generator 2 can be made in the form of a “hydrogen frequency and time standard 41-95”, in the case of using the device for a ship, submarine, large aircraft and other large vehicles [http: // www. kvarz.com/general/ch1-76a.html]. The frequencies of the output sinusoidal signals of the crystal oscillator: 5, 10 and 100 MHz are tuned by the radiation signal of a quantum hydrogen generator (CVG) with a frequency of 1420, 405 MHz. Relative instability (error) of frequency: 5 · 10 -16 per day and 1.5 · 10 -13 for 1 s.

Для малоразмерных ПО и, соответственно, для приборов миниразмеров можно использовать малогабаритный рубидиевый стандарт частоты 41-1012, который применяется в ГЛОНАСС/GPS приемниках в качестве синхронизирующего генератора. Масса 0,65 кг, габариты 102×76×51,5 мм. Среднеквадратическое относительное отклонение частоты 3·10-11 за 1 с (10-11 за 10 с) от номинальной 5 МГц. Есть другие приборы частоты, в том числе зарубежные. Например, атомные часы Quantum, SA4SS, корпорация Microsemi, при объеме 17 см3 обеспечивает по девиации Аллана относительную нестабильность частоты ≤2,5·10-11 [http://www.joomla3-templates.html].For small-sized software and, accordingly, for mini-size devices, you can use the small-sized rubidium frequency standard 41-1012, which is used in GLONASS / GPS receivers as a clock generator. Weight 0.65 kg, dimensions 102 × 76 × 51.5 mm. The standard deviation of the frequency is 3 · 10-11 for 1 s ( 10-11 for 10 s) from the nominal 5 MHz. There are other frequency devices, including foreign ones. For example, the atomic clock Quantum, SA4SS, Microsemi Corporation, with a volume of 17 cm 3 provides, according to Allan’s deviation, a relative frequency instability of ≤2.5 · 10-11 [http: //www.joomla3-templates.html].

Выпускается большое количество микропроцессоров. Так, микропроцессоры IntelXenonL3403 характеризуются тактовой частотой 2 ГГц, разрядностью 64 bit и другими параметрами, которые обеспечивают функционирование прибора по данной полезной модели. Могут быть применены и микроконтроллеры, например, Texas Instrument СС2640 с тактовой частотой 2,4 ГГц и разрядностью 32 bit. В его состав входят также два компаратора.A large number of microprocessors are produced. So, IntelXenonL3403 microprocessors are characterized by a clock frequency of 2 GHz, a bit capacity of 64 bit and other parameters that ensure the operation of the device according to this utility model. Microcontrollers, for example, Texas Instrument CC2640 with a clock frequency of 2.4 GHz and a resolution of 32 bit, can also be used. It also includes two comparators.

Выпускаются промышленностью и сборки компараторов. Например, отечественная микросхема цифрового фазового генератора 5861 ДФ2У предназначена для измерения фазового рассогласования между двумя гармоническими сигналами. Содержит два делителя частоты и фазовый компаратор, формирователь сигналов рассогласования. Имеются и зарубежные компараторы.Manufactured by industry and comparator assemblies. For example, the domestic microcircuit of a digital phase generator 5861 DF2U is designed to measure the phase mismatch between two harmonic signals. It contains two frequency dividers and a phase comparator, a mismatch signal generator. There are also foreign comparators.

Рассмотрим процесс работы однорезонаторного гироскопа-магнетрона.Consider the operation of a single resonator gyroscope magnetron.

Фазовый калибратор 3 включают в работу при неподвижном объекте и определяют собственные номинальные частоты генерации магнетрона.Phase calibrator 3 is turned on when the object is stationary and the inherent nominal frequencies of the magnetron generation are determined.

После подключения питания прибор 8 готов к работе. Производят калибровку прибора путем установки магнетрона 5, например, осью чувствительности по линии Восток-Запад в плоскости горизонта. Определяют по выходным сигналам магнетрона 5

Figure 00000002
и генератора 2
Figure 00000003
номинальную (при ω=0) частоту магнетрона. В итоге частоты выходных сигналов магнетрона и генератора становятся одинаковыми.After connecting the power, the device 8 is ready for operation. The device is calibrated by installing a magnetron 5, for example, with the sensitivity axis along the East-West line in the horizon plane. Determined by the output signals of the magnetron 5
Figure 00000002
and generator 2
Figure 00000003
nominal (at ω = 0) magnetron frequency. As a result, the frequencies of the output signals of the magnetron and the generator become the same.

После этого, например, с помощью поворотного стола, измерительную ось прибора направляют в плоскости горизонта на Север, т.е. вдоль северной составляющей угловой скорости вращения Земли и после обработки сигналов в микропроцессоре 4, определяют масштабный коэффициент прибора К.After that, for example, using a rotary table, the measuring axis of the device is directed to the North in the horizon plane, i.e. along the northern component of the angular velocity of the Earth’s rotation and after processing the signals in microprocessor 4, determine the scale factor of the device K.

В условиях движения, при появлении измеряемой угловой скорости со ПО вокруг измерительной оси прибора, частота магнетрона изменяется и становится равной:Under conditions of movement, when a measured angular velocity appears with software around the measuring axis of the device, the magnetron frequency changes and becomes equal to:

Figure 00000004
Figure 00000004

Частоту магнетрона ν0 определяют, например, по книге [Шевчик В.Н. Электронные приборы сверхвысоких частот. - Саратов, Изд-во Сарат. ун-та, 1980. - 416 с.]The magnetron frequency ν 0 is determined, for example, from the book [V. Shevchik Electronic devices of superhigh frequencies. - Saratov, Sarat Publishing House. University, 1980. - 416 p.]

На выходе микропроцессора наблюдают разность частот ν0-ν,At the output of the microprocessor observe the frequency difference ν 0 -ν,

где ν0 - частота генератора. Имеют [Патент РФ №116999]:where ν 0 is the frequency of the generator. They have [RF Patent No. 116999]:

Figure 00000005
Figure 00000005

гдеWhere

r - средний радиус окружности в зазоре между резонаторными анодом и катодом;r is the average radius of the circle in the gap between the resonator anode and cathode;

λ - длина волны магнетрона в свободном пространстве;λ is the wavelength of the magnetron in free space;

Kз - коэффициент замедления [Лебедев И.А. Техника и приборы СВЧ. Том2-М.: «Высшая школа» - 376 с],K s - coefficient of deceleration [Lebedev I.A. Microwave equipment and devices. Volume2-M.: "Higher School" - 376 s],

n - целое число, характеризующее сдвиг фаз электромагнитных колебаний в соседних резонаторах (основной сдвиг фаз 180°);n is an integer characterizing the phase shift of electromagnetic waves in adjacent resonators (the main phase shift is 180 °);

p - номер пространственной гармоники, знак при p характеризует направление бегущих волн;p is the number of spatial harmonics, the sign at p characterizes the direction of traveling waves;

c - скорость света; N - число резонаторов;c is the speed of light; N is the number of resonators;

L, s - периметр и площадь средней в зазоре окружности (L=2πr; s=πr2);L, s is the perimeter and the area of the average in the gap of the circle (L = 2πr; s = πr 2 );

ω - измеряемая угловая скорость ПО.ω is the measured angular velocity of the software.

Из (2) представляют выражение для масштабного коэффициента прибора:From (2) represent the expression for the scale factor of the device:

Figure 00000006
Figure 00000006

Справедлива формула, аналогичная формуле (4)The following formula is valid, similar to formula (4)

Figure 00000007
Figure 00000007

Для получения интегральной информации проинтегрируют (4):To obtain integral information, integrate (4):

Figure 00000008
Figure 00000008

где φ0, φ - начальная и текущая фазы сигнала от интеграла угловой скорости.where φ 0 , φ are the initial and current phases of the signal from the integral of the angular velocity.

Приращение фазы измеряют через приращения Δτ времени. задаваемое генератором 2 в микропроцессоре 4:The phase increment is measured through increments Δτ of time. set by generator 2 in microprocessor 4:

Figure 00000009
Figure 00000009

Рассмотрим пример.Consider an example.

Разработан однорезонаторный гироскоп-магнетрон со следующими параметрами:A single resonator gyroscope magnetron has been developed with the following parameters:

R=3.82 см,R = 3.82 cm

N=4;N = 4;

n=2;n is 2;

λ=2 см;λ = 2 cm;

p=1.p = 1.

Figure 00000010
Figure 00000010

ЗначитMeans

Δν=3,82ω рад/сΔν = 3.82ω rad / s

Δφ=3,82ω(t-t0) рад.Δφ = 3.82ω (tt 0 ) rad.

Сравнив масштабный коэффициент (3) с аналогичным коэффициентом двухрезонаторного гироскопа ПМ №116999, получили, что в данном случае он в 2 раза меньше. Но в то же время погрешность измерения прибора может быть снижена в 104…105 раз по отношению к прототипу в зависимости от точности прибора эталонного генератора.Comparing the scale factor (3) with the similar coefficient of the two-resonator gyroscope PM No. 116999, we found that in this case it is 2 times smaller. But at the same time, the measurement error of the device can be reduced by 10 4 ... 10 5 times in relation to the prototype, depending on the accuracy of the device of the reference generator.

Источники информацииInformation sources

1 Пат РФ №2 207511, кл. G01C 19/64, опубликовано 27.06.2003 г., автор П.К. Плотников.1 Patent of the Russian Federation No. 2 207511, cl. G01C 19/64, published 06/27/2003, author P.K. Carpenters.

2 Пат. на ПМ РФ №116999, 2012 г, авторы Мельников Л.А и др.2 Pat. at the PM of the Russian Federation No. 116999, 2012, authors Melnikov L.A. et al.

3 Лебедев И.А. Техника и приборы СВЧ. Том 2-М.: «Высшая школа» - 376 с.3 Lebedev I.A. Microwave equipment and devices. Volume 2-M .: Higher School - 376 p.

4 http://www.kvarz.com/general/ch1-76a.html4 http://www.kvarz.com/general/ch1-76a.html

5 http://www.joomla3-templates.html5 http: //www.joomla3-templates.html

6 Шевчик B.H. Электронные приборы сверхвысоких частот. - Саратов, Изд-во Сарат. ун-та, 1980. - 416 с.6 Shevchik B.H. Electronic devices of superhigh frequencies. - Saratov, Sarat Publishing House. University, 1980 .-- 416 p.

Claims (3)

1. Однорезонаторный гироскоп-магнетрон, содержащий чувствительный элемент в виде магнетрона-митрона, представляющего собой герметичную замкнутую полость с расположенными в ней электродом для вывода информации, резонаторным анодом и холодным катодом, накальным эмитирующим катодом, управляющим коническим анодом электронной пушки; магнитную систему магнетрона, источники питающих напряжений, причем чувствительный элемент укреплен посредством кронштейна и регулируемых опор так, что ось холодного катода и резонаторного анода, являющаяся измерительной, параллельна вектору магнитной индукции источника магнитного поля, совпадает с направлением инжекции электронной пушки, перпендикулярна плоскости размещения кольцевой анодной системы, отличающийся тем, что в его состав вместо второго магнетрона введен высокостабильный измеритель времени, электрод вывода информации магнетрона и выход высокостабильного измерителя времени соединены с соответствующими входами фазового компаратора, выходы которого соединены с входами микропроцессора, выполненного с возможностью определения по алгоритмам сравнения приращения частоты магнетрона по отношению к частоте эталонного генератора, пропорциональной измеряемой угловой скорости, а также приращения фазы от приращения частоты, являющейся выходным сигналом, пропорциональным приращению интеграла от указанной угловой скорости.1. A single resonator gyroscope magnetron containing a sensing element in the form of a magnetron magnetron, which is a sealed closed cavity with an electrode for information output, a resonant anode and a cold cathode, a filament emitting cathode controlling the conical anode of the electron gun; the magnetron’s magnetic system, sources of supply voltage, and the sensitive element is strengthened by means of an arm and adjustable supports so that the axis of the cold cathode and resonator anode, which is the measuring one, is parallel to the magnetic induction vector of the magnetic field source, coincides with the direction of injection of the electron gun, perpendicular to the plane of the annular anode system, characterized in that instead of the second magnetron, a highly stable time meter, an information output electrode and a magnetron, and the output of a highly stable time meter is connected to the corresponding inputs of a phase comparator, the outputs of which are connected to the inputs of a microprocessor configured to determine, by comparison algorithms, the increment of the magnetron frequency with respect to the frequency of the reference generator proportional to the measured angular velocity, as well as the phase increment from the frequency increment , which is the output signal proportional to the increment of the integral from the specified angular velocity. 2. Однорезонаторный гироскоп-магнетрон по п. 1, отличающийся тем, что фазовый калибратор выполнен с возможностью определения собственной частоты генерации магнетрона.2. The single resonator gyroscope magnetron according to claim 1, characterized in that the phase calibrator is configured to determine the eigenfrequency of the magnetron generation. 3. Однорезонаторный гироскоп-магнетрон по п. 1, отличающийся тем, что высокостабильный измеритель времени выполнен в виде сверхвысокочастотного генератора эталонной частоты.
Figure 00000001
3. The single resonator gyroscope magnetron according to claim 1, characterized in that the highly stable time meter is made in the form of a microwave frequency generator of a reference frequency.
Figure 00000001
RU2016100292/28U 2016-01-11 2016-01-11 SINGLE-RESONATOR GYROSCOPE-MAGNETRON RU163266U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016100292/28U RU163266U1 (en) 2016-01-11 2016-01-11 SINGLE-RESONATOR GYROSCOPE-MAGNETRON

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016100292/28U RU163266U1 (en) 2016-01-11 2016-01-11 SINGLE-RESONATOR GYROSCOPE-MAGNETRON

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU163266U1 true RU163266U1 (en) 2016-07-10

Family

ID=56370469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016100292/28U RU163266U1 (en) 2016-01-11 2016-01-11 SINGLE-RESONATOR GYROSCOPE-MAGNETRON

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU163266U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU174674U1 (en) * 2017-06-05 2017-10-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Single-magnetron gyroscope with magnetic induction vector reversal
RU204706U1 (en) * 2020-11-16 2021-06-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Gyroscope-magnetron with cold electrodes

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU174674U1 (en) * 2017-06-05 2017-10-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Single-magnetron gyroscope with magnetic induction vector reversal
RU204706U1 (en) * 2020-11-16 2021-06-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Gyroscope-magnetron with cold electrodes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hall et al. The rotation of liquid helium II I. Experiments on the propagation of second sound in uniformly rotating helium II
Ramsey Experiments with separated oscillatory fields and hydrogen masers
CN109827559B (en) Nuclear magnetic resonance gyroscope device for improving atomic polarization uniformity
RU163266U1 (en) SINGLE-RESONATOR GYROSCOPE-MAGNETRON
GB2042181A (en) Determining positional coordinates utilising the terrestrial magnetism as a directional reference
Ruderfer First-order terrestrial ether drift experiment using the Mössbauer radiation
RU174674U1 (en) Single-magnetron gyroscope with magnetic induction vector reversal
Rehn Covalent‐Bond Asymmetries from Zeeman‐Split NQR
Ederer et al. The use of synchrotron radiation as an absolute source of VUV radiation
CN111964658B (en) Nuclear magnetic resonance gyroscope closed-loop magnetic resonance method driven by rotating field
Zhou Systematic research on high-accuracy frequency measurements and control
CN108132382A (en) A kind of system for measurement frequency stability
RU161198U1 (en) RESONANT GYROSCOPE BASED ON A MAGNETRON
Livingston et al. Zeeman effect on the quadrupole spectrum of iodic acid
Gagnon et al. Guided-Wave Measurement of the one-way Speed of Light
RU128710U1 (en) OVER HIGH FREQUENCY RING RESONANCE GYRO
RU204706U1 (en) Gyroscope-magnetron with cold electrodes
Petley Time and frequency in fundamental metrology
Whiffen Measurements on the absorption of microwaves. Part V.—The variation of relaxation time with solvent
Ness et al. Magnetic field fluctuations on the earth and in space
CN109489686B (en) Method for testing bandwidth and angular resolution of four-frequency differential laser gyroscope
RU111632U1 (en) OVER HIGH FREQUENCY RING RESONANCE GYRO
RU116999U1 (en) RESONANCE GYROSCOPE OF THE ULTRA HIGH FREQUENCY RANGE
US3611382A (en) Detector probe for measurement of high-frequency elliptically polarized fields
Meservey Proposed ammeter using flux quantization

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180112