Способ уменьшения магнитного дрейфа зеемановских лазерных гироскопов

Авторы патента:

G01C19/00 - Гироскопы; поворотно-чувствительные устройства с колеблющимися массами; Поворотно-чувствительные устройства без движущихся масс

Владельцы патента RU 2695761:

Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" (RU)

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при создании зеемановских лазерных гироскопов. Способ уменьшения магнитного дрейфа зеемановских лазерных гироскопов содержит этапы, на которых создают поле, компенсирующее сумму всех действующих на зеемановский лазерный гироскоп постоянных магнитных полей путем подачи в катушку, охватывающую газоразрядный промежуток зеемановского лазерного гироскопа, постоянного тока, при этом величину постоянного тока, который подают в катушку, охватывающую газоразрядный промежуток зеемановского лазерного гироскопа, устанавливают равной 19 мкА. Технический результат – повышение чувствительности и точности зеемановских лазерных гироскопов в условиях термомагнитного дрейфа. 3 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при создании зеемановских лазерных гироскопов (ЗЛГ), в которых уменьшено влияние магнитного дрейфа, выражающегося в изменении магнитной чувствительности зеемановского лазерного гироскопа от температуры окружающей среды.

Известен способ уменьшения магнитного дрейфа [RU 2550376, СМ1, G01C 19/00, Н01В 17/62, 10.05.2015], заключающийся в том, что перед креплением магнитного экрана к корпусу зеемановского лазерного гироскопа на элементы крепления и, по крайней мере, в местах соприкосновения магнитного экрана к корпусу на корпус и/или магнитный экран наносят пленку из полимерного материала парилен толщиной 7…10 мкм.

Недостатком способа является относительно узкая область применения, поскольку он направлен на уменьшение магнитного дрейфа, вызванного термоЭДС на границах материалов магнитного экрана и корпуса.

Однако, еще одним существенным фактором, влияющим на чувствительность и точность работы зеемановский лазерных гороскопов является термомагнитный дрейф, выражающийся в изменении магнитной чувствительности зеемановского лазерного гироскопа от температуры окружающей среды [Колбас Ю.Ю., Савельев И.И., Хохлов Н.И. Влияние внешних и внутренних магнитных полей на стабильность смещения нуля зеемановского лазерного гироскопа. Квантовая электроника, 45, №6 (2015), с. 573-581].

Задачей настоящего изобретения является повышение чувствительности и точности зеемановских лазерных гироскопов путем уменьшения влияния термомагнитного дрейфа.

Требуемый технический результат заключается в повышении чувствительности и точности зеемановских лазерных гироскопов в условиях термомагнитного дрейфа.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в зеемановском лазерном гироскопе, согласно изобретению, создают поле, компенсирующее сумму всех действующих на зеемановский лазерный гироскоп постоянных магнитных полей путем подачи в катушку, охватывающую газоразрядный промежуток зеемановского лазерного гироскопа, постоянного тока.

Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, величину постоянного тока, который подают в катушку, охватывающую газоразрядный промежуток зеемановского лазерного гироскопа, устанавливают равным 19 мкА.

На чертежах представлены:

на фиг. 1 - пример конструктивного выполнения зеемановского лазерного гироскопа;

на фиг. 2 - зависимость магнитной чувствительности зеемановского лазерного гироскопа от температуры, где по оси ординат отложена температура относительная температура, нормированная на +25°С;

на фиг. 3 - иллюстрация эффекта компенсации магнитный дрейфа предложенным способом.

На фиг. 1 обозначены:

1 - выходные сигналы вращения;

2 - двухплощадочный фотоприемник;

3 - смеситель;

4 - зеркала с пьезоэлектрическими двигателями;

5 - клеммы подключения к генератору блока частотной подставки;

6 - клеммы подключения к источнику постоянного тока;

7 - источник постоянного тока;

8 - генератор блока частотной подставки;

9 - фотоприемник;

10 - усилитель переменного напряжения;

11 - усилитель;

12 - интегратор;

13 - синхронный детектор;

14 - инвертор;

15 - генератор синхроимпульсов;

16 - генератор постоянного тока;

17 - процессор;

18 - цифроаналоговый преобразователь;

19 - аналого-цифровой преобразователь.

Реализуется предложенный способ следующим образом.

Термомагнитный дрейф равен произведению магнитной чувствительности на сумму всех действующих на зеемановский лазерный гироскоп постоянных магнитных полей. Для повышения чувствительности и точности работы зеемановского лазерного гироскопа создают поле, компенсирующее сумму всех действующих на него постоянных магнитных полей. Для этого подают на клеммы 6 катушки, охватывающой газоразрядный промежуток зеемановского лазерного гироскопа, постоянный ток от источника 7. Величина постоянного тока, который подают в катушку, охватывающую газоразрядный промежуток зеемановского лазерного гироскопа, в частном случае равна 19 мкА.

В этом случае магнитный дрейф уменьшается, т.к. постоянный ток в катушке создает магнитное поле, равное по величине, но противоположное по знаку всем иным магнитным полям, действующим на зеемановский ЛГ. Как видно из фиг. 3 магнитный дрейф может быть уменьшен с 5,5°/ч до 0,2°/ч, а изменение магнитного дрейфа из-за самопрогрева зеемановского ЛГ уменьшается с 0,5°/ч до 0,15°/ч.

Таким образом, благодаря введенной операции способа, заключающейся в том, что создают поле, компенсирующее сумму всех действующих на зеемановский лазерный гироскоп постоянных магнитных полей путем подачи в катушку, охватывающую газоразрядный промежуток зеемановского лазерного гироскопа, постоянного тока, достигается требуемый технический результат, заключающийся в повышении чувствительности и точности работы зеемановского лазерного гироскопа.

Способ уменьшения магнитного дрейфа зеемановских лазерных гироскопов, заключающийся в том, что создают поле, компенсирующее сумму всех действующих на зеемановский лазерный гироскоп постоянных магнитных полей путем подачи в катушку, охватывающую газоразрядный промежуток зеемановского лазерного гироскопа, постоянного тока, отличающийся тем, что величину постоянного тока, который подают в катушку, охватывающую газоразрядный промежуток зеемановского лазерного гироскопа, устанавливают равным 19 мкА.

Изобретение относится к области приборостроения и может применяться при построении датчиков угловой скорости (гироскопических датчиков), используемых в качестве источников первичных измерений инерциальных систем ориентации и навигации.

Гироскопический преобразователь энергии морских волн // 2688857

Изобретение относится к электромеханическим устройствам и может быть использовано для преобразования энергии колебания морских волн в электроэнергию. Сущность изобретения заключается в том, что гироскопический преобразователь энергии морских волн обеспечивает самоустановку гироскопов перед раскруткой и возможность активной адаптации к изменяющейся интенсивности волнения водной поверхности.

Способ определения дисбаланса масс полусферического резонатора твердотельного волнового гироскопа // 2688834

Изобретение относится к производству твердотельных волновых гироскопов. Способ определения дисбаланса масс полусферического резонатора твердотельного волнового гироскопа дополнительно содержит этапы, на которых измеряют реакцию в опоре в месте крепления резонатора, а математическая обработка сигнала заключается в определении величины амплитуды и углового положения колебаний относительно датчиков возбуждения, рассчитанных по формуле где a1 - амплитуда сигнала с первого пьезоэлектрического датчика;а2 - амплитуда сигнала со второго пьезоэлектрического датчика;а3 - амплитуда сигнала с третьего пьезоэлектрического датчика;А - амплитуда колебаний; где ϕ - угловое положение колебаний ножки относительно датчиков возбуждения.Технический результат – повышение точности определения дефектов резонатора.

Способ измерения угловой скорости с использованием шарообразного резонатора мод шепчущей галереи // 2688583

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для измерения угловой скорости. Сущность: формируют пучок когерентного оптического излучения с управляемой частотой излучения.

Способ определения давления в кольцевых лазерных гироскопах // 2687179

Способ определения давления в кольцевых лазерных гироскопах заключается в том, что в кольцевом лазерном гироскопе с гелий-неоновой смесью кратковременно возбуждают электрический разряд, устанавливают рабочий ток и регистрируют спектр излучения в диапазоне длин волн от 500 нм до 600 нм, определяют интенсивности линий неона 585,2 нм и гелия 587,5 нм, рассчитывают отношение интенсивности линии неона 585,2 нм к интенсивности линии гелия 587,5 нм и определяют давление гелий-неоновой смеси кольцевого лазерного гироскопа по калибровочному графику.

Способ калибровки вибрационного гироскопа // 2687101

Группа изобретений относится к способу калибровки вибрационного гироскопа. Способ калибровки вибрационного гироскопа содержит этапы, на которых осуществляют возбуждение вибрации вдоль оси возбуждения резонансной структуры, при этом ось возбуждения позиционируется в первой угловой позиции, считывание вибрации резонансной структуры на первой оси считывания резонансной структуры в то время, когда ось возбуждения позиционируется в первой угловой позиции, формирование первого сигнала считывания, указывающего считываемую вибрацию резонансной структуры на первой оси считывания, непрерывное вращение оси возбуждения вокруг резонансной структуры во вторую угловую позицию, считывание вибрации резонансной структуры на второй оси считывания резонансной структуры в то время, когда ось возбуждения позиционируется во второй угловой позиции, формирование второго сигнала считывания, указывающего считываемую вибрацию резонансной структуры на второй оси считывания, и суммирование первого сигнала считывания со вторым сигналом считывания, чтобы извлекать смещение гироскопа.

Микромеханический гироскоп // 2686441

Изобретение относится к гироскопам вибрационного типа, в частности к микромеханическим гироскопам, которые предназначены для измерения угловой скорости движения основания.

Чувствительный элемент микроэлектромеханического датчика угловой скорости // 2684427

Изобретение относится к области измерительной техники и микросистемной техники, а именно к интегральным измерительным элементам величины угловой скорости. Сущность изобретения заключается в том, что чувствительный элемент микроэлектромеханического датчика угловой скорости содержит основание, гребенчатую систему возбуждения и измерения колебаний, инерционную массу, выполненную в виде платы со сквозным отверстием, расположенную с зазором относительно основания и связанную с ним через систему упругих подвесов, при этом сквозное отверстие выполнено в центре инерционной массы, внутри сквозного отверстия расположены система упругих подвесов и гребенчатые системы возбуждения и измерения колебаний, подвижные электроды которых установлены на подвесах, одни из которых зафиксированы на основании, а другие - на инерционной массе.

Способ определения зенитного угла и азимута скважины и гироскопический инклинометр // 2682087

Группа изобретений относится к точному приборостроению и может быть использована для обследования нефтяных и газовых скважин. Сущность изобретений заключается в том, что осуществляют формирование управляющего воздействия на гироскоп по стабилизированной оси, компенсирующее дрейф одноосного гиростабилизатора, формирование управляющего воздействия на гироскоп по стабилизированной оси для сохранения положения вектора кинетического момента в плоскости горизонта с последующим определением углов поворота.

Устройство для ориентирования подвижных объектов // 2681422

Изобретение относится к области навигационной техники и касается устройства для ориентирования подвижных объектов. Устройство для ориентирования подвижных объектов содержит замкнутый неметаллический корпус, в котором размещено симметричное твердое тело без точки подвеса, помещенное в объем, заполненный воздухом, с возможностью одновременно совершать перемещения вдоль вертикали места и в направлении Восток-Запад.