SU1478823A1 - Устройство дл измерени угловой скорости - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и пред- назначено дл  измерени  угловой скорости вращени  в Навигационных при- .борах. Цель изобретени  - повышение точности измерений. Излучение источника 1 через устройство ввода (вывода ) 2 поступает на два различный входа световода 3, выполненного в виде многовиткового кольца, распростран  сь по нему во встречный направлени х . Через устройство ввода (вьюода) 2 прошедшее световод излучение поступает на фотоприемник 8, где происходит интерференци  встречных волн, между которыми при вращении , согласно эффекту Сань ка, воз- никае/т разность фаз. Два фазовых модул тора 4, 5, установленные между блоком ввода (вывода) и одним из торцов световода, возбуждают гармоническими сигналами частоты Л, Аь с помощью генераторов 6. 7. Частоты Л, и -л-е удовлетвор ют условию /рЛ, ± qn.J и f, где р, q - целые числа, &Ј - ширина полосы пропускани  блока обработки сигнала 9. Сигнал с выхода фотоприемника 8 подаетс  на вход синхронного детектора 10, на управл ющий вход которого поступает сигнал возбуждени  первого фазового модул тора частоты Л,, с выхода синхронного детектора , через гребенчатый фильтр 11, сигнал поступает на компаратор нулевого уровн  12, формирующего пр мо- угольнце импульсы, длительность кото- рых, измер ема  блоком 13, несет информацию о скорости вращени . Цифрова  форма представлени  выходного сигнала упрощает обработку сигнала и автоматизацию измерени . Применение гармонических фазовых модул торов позвол ет повысить помехоустоГмивость измерений. 1 ил. о & Ј Ч ОО оо ГчЭ ОО

Description

1

Устройство относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерений угловой скорости вращени  в навигационных приборах.

Цель изобретени  - повышение точ ности измерений за счет устранени 

вли ни  флуктуации фазы фазового модул тора .

На чертеже изображена блок-схема устройства, включающа  источник I оптического излучени , устройство 2 ввода (вывода) излучени , световод 3 в виде многовиткового кольца,

первый фазовый модул тор 4, второй фазовый модул тор 5, генератор 6 возбуждени  первого фазового модул тора , генератор 7 возбуждени  второго фазового модул тора, фотоприемник 8 блок 9 обработки сигнала, состо щий из синхронного детектора 10, гребенчатого фильтра I 1, компаратора 1 2 нулевого уровн , измерител  13 дли- тельности пр моугольных импульсов.

Устройство работает следующим обра эом .

Излучение от источника 1 через- устройство 2 поступает на два раз- личных входа световода 3, распростран етс  по нему во встречных направ- лени х и с помощью того же устройств 2 поступает на фотоприемник 8, где происходит интерференци  между встречно распростран ющимис  волнами. При этом в отсутствие вращени  и фазовой модул ции сдвиг фаз между волнами, равен нулю. Дл  устройства, вращающегос  в плоскости кольца све- товода, между встречными волнами возникает разность фаз согласно зфт фекту Сань ка

4FKL

л Ч.

ЯС

.Л

ВР

(О

где R - радиус кольца,

L - длина световода в кольце, Я - длина волны излучени , в

вакууме,

С - скорость света, Я-ef- углова  скорость вращени . Дл  .фазового модул тора, установленного на одном из концов световода, за счет эффекта запаздывани  встречных волн возникает добавочна  пере менна  разность фаз. Дл  двух фазовых модул торов, возбуждаемых по синусоидальному ,закону на частотах Л1 и Л разность фаз составл ет

Л V а ф sinJZjt + & Ф sin flf. ,

где & Ф4

и д Ф4 - эффективные амплитуды модул ции .

Ток фотоприемника определ етс  следующим соотношением

i. 10 П + qcos Ф, sin-flft +

И

Д

(2)

Ток i,, в соответствии с формулой (2) дважды в течение периода обращаетс  в нуль, причем промежуток

(.

времени nt между последовательными обращени ми равен

-лт-О

На выходе компаратора нулевого уровн  - устройства, вырабатывающего пр моугольный импульс, передний и задний фронты которого совпадают с моментами обращени  в нуль сигнала .(2), имеетс  пр моугольный импульс, длительность которого св зана с сань  ковской разностью фаз по формуле (3). Углова  скорость вращени  устройства -Јвр определ етс  по формуле

Дс 4ffRL

arctg   21, (аФг) 2 10.)

л.

(1 -«t-Ј-)}.

(4)

t5 (. а 20 . 25

30

40

ных

+

35

50

55

ок

Длительность a t может быть измерена с помощью генератора стандартной частоты, при этом выходной сигнал будет иметь цифровую форму представлени , что упростит обработку сигнала и автоматизацию измерений. .Применение гармонических фазовых модул торов позволит повысить поме- хочустойчивость измерений, что приведет к повышению точности.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  угловой , скорости, содержащее источник опти- . ческого излучени , блок ввода-излучени , световод в виде многовитко™ вого кольца, фотоприемник, первый фазовый модул тор оптического излучени , первый генератор возбуждени  фазового модул тора, выход которого подключен к задающему входу первого 45 фазового модул тора, блок обработки сигнала, вход которого соединен с выходом фотоприемника, при этом источник излучени  оптически св зан через блок ввода излучени , световод с фотоприемником, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений, генератор возбуждени  первого фазового модул тора выполнен в виде источника синусоидального напр жени  с частотой А0 дополнительно введены второй фазовый модул тор, размещенный между одним из торцов световода и блоком ввода излучени , второй гене51

   ратор йозбуждени , выполненный в виде источника синусоидального напр жени  с частотой Ли выход которого подключен к задающему входу второго фазового модул тора, при этом частоты возбуждени  Л, чЛ.г удовлетвор ют условию:

   /РЛ,± где р, q - целые числа,

   788236

   af - ширина полосы пропускани  блока обработки сигнала,

   а блок обработки сигнала выполнен в виде последовательно соединенных синхронного детектора, управл ющий вход которого соединен с выходом первого генератора возбуждени , гре- JQ бенчатого фильтра, компаратора нулевого уровн  и измерител  длительности импульсов.

   в

   10

   I 11