RU88797U1

RU88797U1 - FIBER OPTICAL GYROSCOPE

Info

Publication number: RU88797U1
Application number: RU2009126488/22U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Павлович Рамзаев; Сергей Михайлович Сакулин
Priority date: 2009-07-10
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2009-11-20

Abstract

1. Волоконно-оптический гироскоп, содержащий источник излучения, оптически связанный с деполяризатором, разветвителем, многофункциональным интегральным оптическим элементом и катушкой с волоконным контуром, фотоприемный усилитель, микроконтроллер, блок цифровой обработки, отличающийся тем, что дополнительно содержит, по крайней мере, один датчик магнитного поля, расположенный с возможностью измерения напряженности магнитного поля в зоне катушки и соединенный с микроконтроллером, выполненным с возможностью корректировки значения измеряемой угловой скорости с учетом влияния магнитного поля. ! 2. Волоконно-оптический гироскоп по п.1, отличающийся тем, что датчик магнитного поля расположен с возможностью измерения напряженности магнитного поля вдоль оси чувствительности гироскопа. ! 3. Волоконно-оптический гироскоп по п.1, отличающийся тем, что количество датчиков выбрано равным двум и они расположены с возможностью измерения напряженности магнитного поля во взаимно ортогональных плоскостях, перпендикулярных оси чувствительности гироскопа. ! 4. Волоконно-оптический гироскоп по п.1, отличающийся тем, что количество датчиков выбрано равным трем, при этом один из датчиков расположен с возможностью измерения напряженности магнитного поля вдоль оси чувствительности гироскопа, а два других - во взаимно ортогональных плоскостях, перпендикулярных оси чувствительности.1. A fiber optic gyroscope containing a radiation source optically coupled to a depolarizer, a coupler, a multifunctional integrated optical element and a coil with a fiber circuit, a photodetector amplifier, a microcontroller, a digital processing unit, characterized in that it further comprises at least one sensor magnetic field, located with the possibility of measuring the magnetic field in the area of the coil and connected to the microcontroller, configured to adjust the value of eryaemoy angular speed considering the influence of the magnetic field. ! 2. The fiber optic gyroscope according to claim 1, characterized in that the magnetic field sensor is arranged to measure magnetic field strength along the sensitivity axis of the gyroscope. ! 3. The fiber optic gyroscope according to claim 1, characterized in that the number of sensors is chosen equal to two and they are arranged to measure magnetic field strength in mutually orthogonal planes perpendicular to the sensitivity axis of the gyroscope. ! 4. The fiber-optic gyroscope according to claim 1, characterized in that the number of sensors is selected to be three, while one of the sensors is arranged to measure the magnetic field along the sensitivity axis of the gyroscope, and the other two are in mutually orthogonal planes perpendicular to the sensitivity axis .

Description

Полезная модель относится к области навигационного приборостроения и может быть использована в системах навигации (в авиации, космонавтике) для точного определения угловой скорости объектов.The utility model relates to the field of navigation instrumentation and can be used in navigation systems (in aviation, space) to accurately determine the angular velocity of objects.

Известны волоконно-оптические гироскопы, основанные на вихревом (вращательном) эффекте Саньяка, например, ВОГ-910, ВОГ-951, ВОГ-035 фирмы Физоптика (RU), FOG 200, FOG 600, FOG 1000 фирмы Northrop Grumah (USA), Astrix 120, Astrix 200 фирмы JXSea Oceano (FR-NL-UK), ПНСК-40 фирмы Оптолинк (RU), характеризующиеся высокой чувствительностью (0,1°/ч и менее) и большим диапазоном измеряемых угловых скоростей. Эти приборы имеют малые габариты и массу за счет возможности их создания на интегральных оптических схемах и, в ряде случаев, полностью заменяют сложные и дорогостоящие электромеханические (роторные) гироскопы.Known fiber-optic gyroscopes based on the vortex (rotational) Sagnac effect, for example, VOG-910, VOG-951, VOG-035 from Fizoptika (RU), FOG 200, FOG 600, FOG 1000 from Northrop Grumah (USA), Astrix 120, Astrix 200 from JXSea Oceano (FR-NL-UK), PNSK-40 from Optolink (RU), characterized by high sensitivity (0.1 ° / h or less) and a large range of measured angular velocities. These devices have small dimensions and weight due to the possibility of their creation on integrated optical circuits and, in some cases, completely replace complex and expensive electromechanical (rotor) gyroscopes.

Однако данные приборы оказываются чувствительными к малым внешним и внутренним возмущениям, что приводит к паразитным дрейфам, т.е. к ухудшению точности прибора. К этим возмущениям среди прочих относят флуктуации магнитных полей. В магнитном поле из-за эффекта Фарадея появляется оптический сдвиг нуля гироскопа.However, these devices are sensitive to small external and internal disturbances, which leads to spurious drifts, i.e. to deterioration of the accuracy of the device. These disturbances include, among others, fluctuations of magnetic fields. Due to the Faraday effect, an optical zero shift of the gyroscope appears in a magnetic field.

В существующих экстремальных магнитных условиях работы волоконно-оптических гироскопов (магнитные дефектоскопы в железнодорожном транспорте, газопроводах), где магнитное поле достигает 30 Гс, смещение нуля может достигать значений от 0,3 до 30°/ч.In the existing extreme magnetic operating conditions of fiber-optic gyroscopes (magnetic flaw detectors in railway transport, gas pipelines), where the magnetic field reaches 30 G, the zero offset can reach values from 0.3 to 30 ° / h.

Известен волоконно-оптический гироскоп (ВОГ), в котором для компенсации ошибок от эффекта Фарадея используют устройство, представляющее собой дополнительный волоконно-оптический контур, размещенный в плоскости, перпендикулярной оси чувствительности гироскопа (патент US №5333214, 26.07.1994, МПК: G01C 19/72).A fiber optic gyroscope (FOG) is known, in which to compensate for errors from the Faraday effect, a device is used that is an additional fiber optic circuit located in a plane perpendicular to the sensitivity axis of the gyroscope (US patent No. 5333214, July 26, 1994, IPC: G01C 19 / 72).

Однако данное решение характеризуется сложностью выполнения (особенно в случаях миниатюрных ВОГ) и низкой точностью компенсации ошибок в условиях переменного магнитного поля.However, this solution is characterized by complexity of execution (especially in cases of miniature FOGs) and low accuracy of error compensation under conditions of an alternating magnetic field.

Известен волоконно-оптический гироскоп, который включает электронные устройства преобразования и обработки информации, измерительный контур из волоконного световода, размещенного в проточке катушки со ступицей, при этом снаружи измерительный контур закрыт магнитными экранами из ферромагнитных сплавов и размещен в выемке несущего основания, закрытой наружной крышкой. На несущем основании предусмотрены приливы с отверстиями для крепления гироскопа (патент US №5416585, 16.05.1995, МПК: G01C 19/72).A fiber optic gyroscope is known, which includes electronic devices for converting and processing information, a measuring circuit of a fiber light guide located in the groove of a coil with a hub, while the outside of the measuring circuit is closed by magnetic screens of ferromagnetic alloys and placed in the recess of the carrier base, closed by an outer cover. On a carrier base, tides with holes for attaching a gyroscope are provided (US patent No. 5416585, 05.16.1995, IPC: G01C 19/72).

Введение магнитного экрана вокруг измерительного контура позволяет снизить погрешности измерений, обусловленные эффектом Фарадея и, таким образом, улучшить точностные параметры гироскопа. Однако для сильных магнитных полей коэффициент экранирования является недостаточным.The introduction of a magnetic screen around the measuring circuit can reduce the measurement errors due to the Faraday effect and, thus, improve the accuracy of the gyroscope. However, for strong magnetic fields, the screening coefficient is insufficient.

Известен волоконно-оптический датчик вращения фирмы «Физоптика», включающий волоконный контур (катушку), ответвители, поляризатор, фазовый модулятор, излучательный модуль и электронный блок, содержащий плату с интегрированным фотоприемным усилителем (ФПУ). Поляризатор имеет возможность прецизионной юстировки в магнитном поле на угол α до 45° к оси двулучепреломления волокон в ответвителе, что позволяет более чем на порядок уменьшить чувствительность датчика к магнитному полю. Фарадеевский отклик на магнитное поле максимален при α=0° и α=90° - и обращается в нуль при α=45° (Листвин В.Н., Логозинский В.Н. Волоконно-оптический датчик вращения, http://www.fizoptika.ru).Known fiber optic rotation sensor company "Fizoptika", including a fiber circuit (coil), couplers, polarizer, phase modulator, radiation module and an electronic unit containing a board with an integrated photodetector amplifier (FPU). The polarizer has the ability to precision align in the magnetic field at an angle α of up to 45 ° to the axis of birefringence of the fibers in the coupler, which allows reducing the sensitivity of the sensor to the magnetic field by more than an order of magnitude. The Faraday response to the magnetic field is maximum at α = 0 ° and α = 90 ° - and vanishes at α = 45 ° (Listvin V.N., Logozinsky V.N. Fiber-optic rotation sensor, http: // www. fizoptika.ru).

Данное решение обеспечивает чувствительность к магнитному полю до 1°/час/ Гс, однако компенсирует воздействие магнитное поля только в одном направлении, что отрицательно сказывается на точности измерений.This solution provides a magnetic field sensitivity of up to 1 ° / h / G, however, it compensates for the magnetic field in only one direction, which negatively affects the accuracy of the measurements.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является волоконно-оптический гироскоп навигационного класса точности ОИУС-1000, включающий источник излучения, соединенный через деполяризатор, разветвитель, многофункциональный интегральный оптический элемент с волоконным контуром, блок цифровой обработки, соединенный с разветвителем через фотоприемный усилитель, и с многофункциональным интегральным оптическим элементом через контур обратной связи. Блок цифровой обработки включает микроконтроллер, аналого-цифровой преобразователь, цифро-аналоговый преобразователь, дифференциальный усилитель, генератор и программируемую логическую интегральную схему (Коркишко Ю.Н. и др. «Гироскопия и навигация», т.1, 2008. - C.71-81).Closest to the proposed technical solution is a fiber-optic gyroscope of a navigation accuracy class OIUS-1000, including a radiation source connected through a depolarizer, a splitter, a multifunctional integrated optical element with a fiber circuit, a digital processing unit connected to a splitter through a photodetector amplifier, and with a multifunctional integrated optical element through the feedback loop. The digital processing unit includes a microcontroller, an analog-to-digital converter, a digital-to-analog converter, a differential amplifier, a generator and a programmable logic integrated circuit (Korkishko Yu.N. et al. “Gyroscopy and navigation”, v.1, 2008. - P. 71 -81).

Недостатком данного решения является зависимость выходной характеристики гироскопа от внешнего магнитного поля. Измерения влияния постоянного магнитного поля на чувствительность ОИУС-1000 показали, что для оси Х (ось чувствительности гироскопа) чувствительность составляет не более 0,05°/(ч·Э), для осей Y и Z (плоскость катушки) - не более 0,13°/(ч·Э). При сильных магнитных полях (до 30 Гс) это приводит к смещению нуля гироскопа от 0,3 до 30°/ч и, в конечном итоге, к навигационным ошибкам.The disadvantage of this solution is the dependence of the output characteristic of the gyroscope on the external magnetic field. Measurements of the influence of a constant magnetic field on the sensitivity of the OIUS-1000 showed that for the X axis (axis of sensitivity of the gyroscope), the sensitivity is not more than 0.05 ° / (h · E), for the axes Y and Z (plane of the coil) - not more than 0, 13 ° / (h · E). In strong magnetic fields (up to 30 G), this leads to a zero bias of the gyroscope from 0.3 to 30 ° / h and, ultimately, to navigation errors.

Задачей полезной модели является создание волоконно-оптического гироскопа, обеспечивающего повышение точности измеряемых параметров за счет уменьшения действия магнитного поля на показания ВОГ.The objective of the utility model is to create a fiber-optic gyroscope, which provides an increase in the accuracy of the measured parameters by reducing the effect of the magnetic field on the FOG readings.

Поставленная задача решается тем, что в волоконно-оптическом гироскопе, содержащем источник излучения, оптически связанный с деполяризатором, разветвителем, многофункциональным интегральным оптическим элементом и катушкой с волоконным контуром, фотоприемный усилитель, микроконтроллер, блок цифровой обработки, согласно предлагаемому решению, дополнительно введен, по крайней мере, один датчик магнитного поля, расположенный с возможностью измерения напряженности магнитного поля в зоне катушки и соединенный с микроконтроллером, выполненным с возможностью, корректировки значения измеряемой угловой скорости с учетом влияния магнитного поля.The problem is solved in that in a fiber-optic gyroscope containing a radiation source that is optically coupled to a depolarizer, a splitter, a multifunctional integrated optical element and a coil with a fiber circuit, a photodetector amplifier, a microcontroller, a digital processing unit, according to the proposed solution, is additionally introduced, by at least one magnetic field sensor located with the possibility of measuring the magnetic field in the coil area and connected to the microcontroller with the possibility of adjusting the value of the measured angular velocity taking into account the influence of the magnetic field.

Один из датчиков магнитного поля расположен с возможностью измерения напряженности магнитного поля вдоль оси чувствительности гироскопа.One of the magnetic field sensors is arranged to measure the magnetic field along the axis of sensitivity of the gyroscope.

Количество датчиков может быть выбрано равным двум и они расположены с возможностью измерения напряженности магнитного поля во взаимно ортогональных плоскостях перпендикулярных оси чувствительности гироскопа.The number of sensors can be chosen equal to two and they are arranged to measure the magnetic field in mutually orthogonal planes perpendicular to the axis of sensitivity of the gyroscope.

Количество датчиков может быть выбрано равным трем, при этом один из датчиков расположен с возможностью измерения напряженности магнитного поля вдоль оси чувствительности гироскопа, а два других - во взаимно ортогональных плоскостях перпендикулярных оси чувствительности.The number of sensors can be selected equal to three, with one of the sensors located with the possibility of measuring the magnetic field along the axis of sensitivity of the gyroscope, and the other two in mutually orthogonal planes perpendicular to the axis of sensitivity.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами. The proposed utility model is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена структурная схема ВОГ, на фиг.2 - структурная схема блока цифровой обработки, на фиг.3, 4 - конструктивные решения катушки с закрепленными на ней датчиками магнитного поля, продольный разрез катушки и вид сверху, соответственно.Figure 1 shows the structural diagram of the VOG, figure 2 is a structural diagram of a digital processing unit, figure 3, 4 are structural solutions of the coil with magnetic field sensors mounted on it, a longitudinal section of the coil and a top view, respectively.

Позициями на чертежах обозначены:The positions in the drawings indicate:

1 - источник излучения, 2 - деполяризатор, 3 - разветвитель, 4 - многофункциональный интегральный оптический элемент (МИОЭ), 5 - волоконный контур, 6 - катушка, 7 - фотоприемный усилитель, 8 - блок цифровой обработки (БЦО), 9 - микроконтроллер, 10 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП), 11 - цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), 12 - дифференциальный усилитель, 13 - программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС), 14 - высокостабильный генератор, 15, 16, 17 - датчики магнитного поля.1 - radiation source, 2 - depolarizer, 3 - splitter, 4 - multifunctional integrated optical element (MIOE), 5 - fiber circuit, 6 - coil, 7 - photodetector amplifier, 8 - digital processing unit (BTsO), 9 - microcontroller, 10 - analog-to-digital converter (ADC), 11 - digital-to-analog converter (DAC), 12 - differential amplifier, 13 - programmable logic integrated circuit (FPGA), 14 - highly stable generator, 15, 16, 17 - magnetic field sensors.

Волоконно-оптический гироскоп (фиг.1) содержит источник излучения 1, который через деполяризатор 2, разветвитель 3, многофункциональный интегральный оптический элемент 4, соединен с волоконным контуром 5, размещенным на катушке 6. Разветвитель 3 через фотоприемный усилитель 7 соединен с блоком цифровой обработки 8. БЦО 8 (цифровая плата интерфейса) соединен с микроконтроллером 9 и цепью обратной связи - с МИОЭ 4. БЦО 8 включает программируемую логическую интегральную схему 13, аналого-цифровой преобразователь 10, цифро-аналоговый преобразователь 11 и высокостабильный генератор 14, подключенные к ПЛИС, а также дифференциальный усилитель 12, соединенный с выходом ЦАП. ПЛИС 13 вырабатывает тактовые синхроимпульсы для ЦАП и АЦП и ее работа синхронизируется внешним высокостабильным генератором 14.The fiber-optic gyroscope (Fig. 1) contains a radiation source 1, which, through a depolarizer 2, a splitter 3, a multifunctional integrated optical element 4, is connected to a fiber circuit 5 located on a coil 6. The splitter 3 is connected through a photodetector amplifier 7 to a digital processing unit 8. BTSO 8 (digital interface board) is connected to the microcontroller 9 and the feedback circuit - with MIOE 4. BTSO 8 includes a programmable logic integrated circuit 13, analog-to-digital converter 10, digital-to-analog converter 11 and a highly stable generator 14 connected to the FPGA, as well as a differential amplifier 12 connected to the output of the DAC. FPGA 13 generates clock sync pulses for the DAC and ADC and its operation is synchronized by an external highly stable oscillator 14.

ВОГ содержит три датчика магнитного поля 15, 16, 17, которые установлены на каркасе катушки на печатной плате с помощью клеевого соединения и подключены к микроконтроллеру 9. При этом датчик магнитного поля 15 расположен на торцевой поверхности катушки с возможностью измерения напряженности магнитного поля вдоль оси чувствительности гироскопа, а датчики 16, 17 - на ее боковой поверхности с возможностью измерения напряженности магнитного поля по двум взаимно перпендикулярным осям, каждая из которых перпендикулярна оси чувствительности гироскопа.The VOG contains three magnetic field sensors 15, 16, 17, which are mounted on the coil frame on the printed circuit board using adhesive bonding and connected to the microcontroller 9. Moreover, the magnetic field sensor 15 is located on the end surface of the coil with the possibility of measuring the magnetic field along the sensitivity axis gyroscope, and sensors 16, 17 - on its side surface with the ability to measure the magnetic field along two mutually perpendicular axes, each of which is perpendicular to the gyro sensitivity axis pa

В качестве датчиков магнитного поля могут быть использованы калиброванные датчики Холла типа SS 495 А (4×3×1,5) с величиной чувствительности 3,125±0,125 мВ/ Гс, или магниторезистивные элементы АА 002-02 с величиной чувствительности от 25 до 75 мВ/Гс. Для измерения магнитного поля в диапазоне от 10^-3 до 10³ Э используют также преобразователь Холла, который имеет высокую линейность, малые габариты, высокое быстродействие, а также широкий диапазон рабочих температур для величин пороговых значений максимального шума, равного уровню шума умноженного на корень квадратный из диапазона частот прибора. (Игнатьев В.К., Прототопов А.Г. Повышение разрешающей способности магнитометра на основе эффекта Холла. Изв. вузов. Приборостроение 2003, т.46, №3, с.38-43)Calibrated Hall sensors of the type SS 495 A (4 × 3 × 1.5) with a sensitivity value of 3.125 ± 0.125 mV / G, or magnetoresistive elements AA 002-02 with a sensitivity value from 25 to 75 mV / can be used as magnetic field sensors Gf. To measure the magnetic field in the range from 10 ^-3 to 10 ³ Oe, a Hall transducer is also used, which has high linearity, small dimensions, high speed, and a wide range of operating temperatures for threshold values of maximum noise equal to the noise level times the square root from the frequency range of the device. (Ignatyev V.K., Prototopov A.G. Increasing the resolution of a magnetometer based on the Hall effect. Izv. Vyssh. Highest. Instrument-making equipment 2003, v. 46, No. 3, p. 38-43)

Микроконтроллер 9 осуществляет алгоритмическую компенсацию дрейфа измеряемой угловой скорости от внешнего магнитного поля и формирует коэффициент корреляции сигнала по результатам проверки отклика волоконного контура 6 на величину напряженности магнитного поля до величин пороговых значений максимального шума.The microcontroller 9 provides algorithmic compensation for the drift of the measured angular velocity from an external magnetic field and generates a signal correlation coefficient according to the results of checking the response of the fiber circuit 6 to the magnitude of the magnetic field strength to the threshold values of the maximum noise.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Оптическое излучение от источника излучения 1 попадает в деполяризатор 2, на выходе которого свет почти полностью деполяризован. Затем излучение делится разветвителем 3 на две волны излучения (коэффициент деления 1:1). Одна волна попадает на волоконный контур 6 через МИОЭ 4, вторая волна, пройдя через фотоприемный усилитель 7 и БЦО 8, по каналу обратной связи через МИОЭ 4 также попадает на волоконный контур 6, где интерферирует с первой волной.Optical radiation from the radiation source 1 enters the depolarizer 2, at the output of which the light is almost completely depolarized. Then the radiation is divided by splitter 3 into two radiation waves (division ratio 1: 1). One wave enters the fiber circuit 6 through MIOE 4, the second wave, passing through the photodetector amplifier 7 and BCO 8, also passes through the feedback channel through MIEE 4 to the fiber circuit 6, where it interferes with the first wave.

Аналоговый сигнал о наличии угловой скорости (сигнал рассогласования) поступает на АЦП 10 с фотоприемного усилителя 7. Высокоскоростной АЦП под управлением цифрового автомата, реализованного на ПЛИС 13, преобразует аналоговый сигнал в цифровой и передает в ПЛИС. В ПЛИС цифровой сигнал с АЦП демодулируется и полученный цифровой код со знаком, соответствующий знаку сигнала рассогласования, поступает на расположенный в ПЛИС цифровой интегратор. Код с интегратора используется для получения наклона фазовой «пилы», соответствующего скорости вращения. Преобразованный в ЦАП 11 сигнал в виде ступенчатого пилообразного напряжения поступает на МИОЭ 4. Контур обратной связи замыкается с помощью пилообразной модуляции, с фазовой амплитудой, автоматически поддерживаемой у значения 2π рад. В этом случае, как известно, разность фаз Саньяка компенсируется сигналом с частотой f, определяемой соотношением:An analog signal about the presence of angular velocity (mismatch signal) is fed to the ADC 10 from the photodetector amplifier 7. A high-speed ADC controlled by a digital machine implemented on FPGA 13 converts the analog signal to digital and transmits it to the FPGA. In the FPGA, the digital signal from the ADC is demodulated and the received digital code with a sign corresponding to the sign of the mismatch signal is fed to the digital integrator located in the FPGA. The code from the integrator is used to obtain the inclination of the phase “saw” corresponding to the rotation speed. The signal converted into the DAC 11 in the form of a step-like sawtooth voltage is supplied to the MIOE 4. The feedback loop is closed by sawtooth modulation, with a phase amplitude automatically maintained at 2π rad. In this case, as is known, the Sagnac phase difference is compensated by a signal with a frequency f determined by the relation:

, ,

где Ω - скорость вращения, D - диаметр волоконного контура, n - эффективный показатель преломления моды в волокне, λ - длина волны света в вакууме.where Ω is the rotation speed, D is the diameter of the fiber circuit, n is the effective refractive index of the mode in the fiber, and λ is the wavelength of light in vacuum.

В приборе используют два способа определения скорости вращения. В первом способе происходит непосредственное измерение частоты следования спадов «пилы». При этом, появление каждого спада соответствует приращению угла поворота гироскопа вокруг оси, перпендикулярной волоконному контуру, на λn/D рад.The device uses two methods for determining the speed of rotation. In the first method, a direct measurement of the repetition rate of the “saw” recesses takes place. At the same time, the appearance of each fall corresponds to the increment of the gyroscope rotation angle around the axis perpendicular to the fiber contour by λn / D rad.

Для увеличения разрешающей способности прибора применяют способ измерения скорости вращения по наклону фазовой «пилы».To increase the resolution of the device, a method of measuring the speed of rotation by the slope of the phase "saw" is used.

Микроконтроллер 9 является загрузчиком для ПЛИС 13, а также принимает код с ПЛИС, соответствующий действующей угловой скорости и преобразует его в значение угловой скорости. Информация с датчиков Холла в виде напряжения постоянного тока также подается на микроконтроллер 9, где преобразуется с помощью 10-и разрядного АЦП в цифровой код. В соответствии с полученным кодом, соответствующим напряженности магнитного поля, действующим по данной оси прибора, формируется поправка к значению выходной угловой скорости, измеряемой прибором ВОГ. Считывание данных с микроконтроллера производят с частотой примерно 150 Гц.The microcontroller 9 is the bootloader for the FPGA 13, and also takes the code from the FPGA corresponding to the current angular velocity and converts it into a value of the angular velocity. Information from the Hall sensors in the form of a DC voltage is also fed to the microcontroller 9, where it is converted using a 10-bit ADC into a digital code. In accordance with the code obtained, corresponding to the magnetic field strength acting on this axis of the device, a correction is formed to the value of the output angular velocity measured by the VOG device. Reading data from the microcontroller is performed at a frequency of approximately 150 Hz.

Микроконтроллер 9 обеспечивает обмен по интерфейсу RS-485 с внешними устройствами. На нем реализован монитор для настройки и регулировки прибора.Microcontroller 9 provides an exchange via RS-485 interface with external devices. It has a monitor for adjusting and adjusting the device.

Был изготовлен ВОГ с применением датчика Холла типа SS495A Honeyweel, размещенного на торце катушки и подключенного к микроконтроллеру ATMEGA12 8L фирмы Atmel. В качестве источника излучения использовался суперлюминесцентный диод ИVOG was manufactured using a Hall sensor type SS495A Honeyweel, located at the end of the coil and connected to an Atmel microcontroller ATMEGA12 8L. A superluminescent diode I was used as a radiation source ИЛПН-330-4 ("Инжект", г.Саратов), в качестве многофункционального интегрального оптического элемента - МИОЭ-0.83-1. БЦО представлял собой схему, построенную на ПЛИС фирмы ALTERA, к которой был подключен высокоскоростной АЦП и ЦАП фирмы Analog Devices. Обмен с внешними устройствами обеспечивался по интерфейсу RS-485.ILPN-330-4 ("Injection", Saratov), as a multifunctional integrated optical element - MIOE-0.83-1. The BTSO was a circuit built on the FPGA from ALTERA, to which a high-speed ADC and DAC from Analog Devices were connected. Exchange with external devices was provided via the RS-485 interface.

Реализация заявляемого технического решения позволила достичь смещения нуля гироскопа до 0,1°/ч в диапазоне магнитного поля до 20 Гс.The implementation of the proposed technical solution allowed to achieve a zero bias of the gyroscope to 0.1 ° / h in the magnetic field range of up to 20 G.

Таким образом, в сравнении с прототипом предлагаемая конструкция волоконно-оптического гироскопа позволяет уменьшить воздействие магнитного поля на показания ВОГ, что повышает точностные параметры гироскопа, а также расширяет его функциональные возможности.Thus, in comparison with the prototype, the proposed design of a fiber-optic gyroscope allows to reduce the effect of a magnetic field on the readings of the FOG, which increases the accuracy of the gyroscope, and also expands its functionality.

Claims

1. A fiber optic gyroscope containing a radiation source optically coupled to a depolarizer, a coupler, a multifunctional integrated optical element and a coil with a fiber circuit, a photodetector amplifier, a microcontroller, a digital processing unit, characterized in that it further comprises at least one sensor magnetic field, located with the possibility of measuring the magnetic field in the area of the coil and connected to the microcontroller, configured to adjust the value of eryaemoy angular speed considering the influence of the magnetic field.

2. The fiber optic gyroscope according to claim 1, characterized in that the magnetic field sensor is arranged to measure magnetic field strength along the sensitivity axis of the gyroscope.

3. The fiber optic gyroscope according to claim 1, characterized in that the number of sensors is chosen equal to two and they are arranged to measure magnetic field strength in mutually orthogonal planes perpendicular to the sensitivity axis of the gyroscope.

4. The fiber-optic gyroscope according to claim 1, characterized in that the number of sensors is selected to be three, while one of the sensors is arranged to measure the magnetic field along the sensitivity axis of the gyroscope, and the other two are in mutually orthogonal planes perpendicular to the sensitivity axis .