Способ десинхронизации динамических зон на частотной характеристике лазерного гироскопа

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной гироскопии. Способ десинхронизации динамических зон на частотной характеристике лазерного гироскопа включает создание быстрой знакопеременной частотной подставки с амплитудой, многократно превышающей ширину зоны захвата, и периодом переключения, необходимым для функционирования системы регулировки периметра и формирования выходной информации, а также создание медленной знакопеременной частотной подставки с периодом, кратным периоду быстрой частотной подставки, при этом медленную знакопеременную частотную подставку создают путем модуляции длительности полупериодов быстрой знакопеременной частотной подставки. Технический результат - упрощение температурной калибровки амплитуды частотной подставки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной гироскопии.

Известен способ линеаризации частотной характеристики с помощью знакопеременной частотной подставки, имеющей амплитуду много большую ширины полосы синхронизации частот встречных волн лазерного гироскопа [1].

Недостатком данного способа линеаризации частотной характеристики лазерного гироскопа является наличие остаточных зон синхронизации, называемых динамическими.

Для уменьшения динамических зон синхронизации применяется либо ошумление знакопеременной частотной подставки [2], либо амплитудная модуляция знакопеременной частотной подставки сигналом с меньшей амплитудой и периодом переключения кратным периоду переключения частотной подставки [3].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ десинхронизации динамических зон на частотной характеристике лазерного гироскопа, включающий создание быстрой знакопеременной частотной подставки с амплитудой многократно превышающей ширину зоны захвата, и периодом переключения, необходимым для функционирования системы регулировки периметра и формирования выходной информации, а также создание медленной знакопеременной частотной подставки с меньшей амплитудой и периодом, кратным периоду переключения частоты быстрой знакопеременной подставки [3].

Недостатком данного способа является зависимость амплитуды быстрой и медленной знакопеременной частотной подставки от температуры лазерного гироскопа и различие этих двух зависимостей между собой, что требует калибровки как той, так и другой зависимостей.

Задачей изобретения является упрощение температурной калибровки амплитуды частотной подставки за счет исключения необходимости калибровки амплитуды медленной знакопеременной частотной подставки и исключения ошибки, связанной с калибровкой амплитуды медленного меандра.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе десинхронизации динамических зон на частотной характеристике лазерного гироскопа, включающем создание быстрой знакопеременной частотной подставки с амплитудой многократно превышающей ширину зоны захвата, и периодом переключения, необходимым для функционирования системы регулировки периметра и формирования выходной информации, а также создание медленной знакопеременной частотной подставки с меньшей амплитудой и периодом, кратным периоду переключения частоты быстрой знакопеременной подставки, медленную знакопеременную частотную подставку создают путем модуляции длительности полупериодов быстрой знакопеременной частотной подставки.

Результирующая зависимость амплитуды частотной подставки от времени, представлена на чертеже, где:

Δtмм - амплитуда модуляции длительности полупериодов быстрой частотной подставки;

Абм - амплитуда быстрой частотной подставки;

Тмм - период медленной знакопеременной частотной подставки;

Тбм - период быстрой знакопеременной частотной подставки.

Как видно из этой фигуры, на каждом периоде переключения быстрой знакопеременной частотной подставки возникает набег фазы, который определяется разностью длительностей полупериодов 2Δtмм.

Изменение фазы выходного сигнала гироскопа Δϕмм за период модуляции быстрого знакопеременного сигнала частотной подставки, определяется по формуле (1).

Возникающая в этом случае амплитуда медленной частотной подставки Амм равна:

Поскольку амплитуда медленной частотной подставки Амм определяется однозначно амплитудой быстрой частотной подставки Абм, как показано в выражении (2), данный способ позволяет исключить необходимость температурной калибровки амплитуды медленного меандра. Тем самым упрощается температурная калибровка частотной подставки лазерного гироскопа и исключается ошибка, связанная с дополнительной калибровкой.

Оптимальным значением амплитуды модуляции длительности Δtмм полупериодов быстрой частотной подставки является:

При этом значении Δtмм - амплитуда медленной знакопеременной частотной подставки Амм, равняется в этом случае достигается наиболее эффективная десинхронизация [2].

Данный способ десинхронизации динамических зон на частотной характеристике лазерного гироскопа со знакопеременной частотной подставкой позволяет упростить температурную калибровку амплитуды частотной подставки лазерного гироскопа за счет исключения необходимости калибровки амплитуды медленной знакопеременной частотной подставки.

Источники информации:

1. Пат.2651612 Российская федерация, МПК G01C 19/64. Способ измерения угловой скорости лазерного гироскопа со знакопеременной частотной подставкой / Ларионцев Е.Г., Савельев И.И., Грушин М.Е.; заявитель и патентообладатель Акционерное общество «Научно-исследовательский институт «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха». - №2017110410; заявл. 17.03.29; опубл. 18.04.23.

2. Синельников, А.О. Влияние температуры внешней среды и саморазогрева на выходные характеристики зеемановских лазерных датчиков вращения: дис. канд. физ. мат. наук: 05.27.03: защищена 22.01.15 /. - М., 2016. - 120 с.

3. Пат.2685795 Российская федерация, МПК G01C 25/00. Способ компенсации влияния медленного меандра на показания лазерного гироскопа / Колбас Ю.Ю., Дронов И.В., Родионов М.И.; заявитель и патентообладатель Акционерное общество «Научно-исследовательский институт «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха». - №2018129187; заявл. 18.08.10; опубл. 19.04.23.

1. Способ десинхронизации динамических зон на частотной характеристике лазерного гироскопа, включающий создание быстрой знакопеременной частотной подставки с амплитудой, многократно превышающей ширину зоны захвата, и периодом переключения, необходимым для функционирования системы регулировки периметра и формирования выходной информации, а также создание медленной знакопеременной частотной подставки с меньшей амплитудой и периодом, кратным периоду переключения частоты быстрой знакопеременной подставки, отличающийся тем, что медленную знакопеременную частотную подставку создают путем модуляции длительности полупериодов быстрой знакопеременной частотной подставки.

2. Способ десинхронизации динамических зон на частотной характеристике лазерного гироскопа по п. 1, отличающийся тем, что амплитуду модуляции длительности Δtмм полупериодов быстрой частотной подставки выбирают равной:

где Δtмм - амплитуда модуляции длительности полупериодов быстрой частотной подставки;

Абм - амплитуда быстрой частотной подставки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной гироскопии. Способ измерения угловых перемещений зеемановским лазерным гироскопом включает в себя создание частотной подставки с помощью наложения магнитного поля на активный элемент кольцевого лазера с эллиптической или круговой поляризацией излучения в активном элементе кольцевого лазера, выделение информации об угловых перемещениях из информации, поступающей от кольцевого лазера, при этом напряженность магнитного поля устанавливают близкой к значению, при котором достигается экстремум в зависимости показателя преломления активной среды от напряженности магнитного поля.

Изобретение предназначено для получения сигналов вращения четырехчастотного лазерного гироскопа. Оптический смеситель лучей, распространяющихся во встречных направлениях в резонаторе четырехчастотного лазерного гироскопа, предназначен для одновременного детектирования интерференционных картин, независимо полученных для излучения левой и правой круговых поляризаций.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения линейной скорости на поверхности или внутри движущихся макрообъектов.

Изобретение относится к измерительной лазерной технике и может найти применение в при измерении угловой скорости лазерного гироскопа со знакопеременной частотной подставкой.

Оптический интерференционный смеситель состоит из полупрозрачного плоского зеркала, в котором на первой поверхности с полупрозрачным светоотражающим покрытием или пленкой выполнена путем углубления полусферическая поверхность радиуса R1.

Предложенное изобретение относится к устройствам для цифровой обработки информации, поступающей от гиролазера (лазерного гироскопа). Предложенный гиролазер с оптическим резонатором содержит множество зеркал, по меньшей мере один фотодатчик (101), выдающий два оптических сигнала (102, 103) со сдвигом фазы на 90°, при этом упомянутые сигналы (102, 103) являются оцифрованными (401, 402), средства (128) управления положением одного из упомянутых зеркал путем преобразования электрического сигнала в механическое усилие, средства (135) активации упомянутого гиролазера в колебательном движении путем преобразования электрического сигнала колебания (306) в механическое усилие и средства (118) измерения угловой скорости (120) упомянутого гиролазера, отличающийся тем, что дополнительно содержит: средства (405) извлечения фазы α и модуля ρ или квадрата модуля ρ упомянутых оптических сигналов (102, 103), средства (409) автоматического регулирования длины оптического резонатора, средства (411) дифференцирования упомянутой фазы α на заданный период времени, чтобы выдать сигнал (408), содержащий общую информацию движения упомянутого гиролазера, средства (410) автоматического регулирования активации упомянутого гиролазера по упомянутому колебательному движению, принимающие упомянутый сигнал (408), из которого извлекают оценку (300) колебательного движения, сообщаемого упомянутому гиролазеру упомянутыми средствами (135) активации, и производящие упомянутый сигнал колебания (306), амплитуду которого регулируют по заданному значению амплитуды (129).

Изобретение относится к области измерительной техники и касается способа измерения угловой скорости. Для определения угловой скорости формируют два пучка когерентного оптического излучения.

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной гироскопии. Предложен способ измерения угловых перемещений лазерным гироскопом, включающий настройку и работу лазерного гироскопа в двухчастотном режиме на одной из ортогонально поляризованных мод кольцевого лазера лазерного гироскопа, создание частотной подставки с помощью наложения магнитного поля на активный элемент кольцевого лазера с эллиптической или круговой поляризацией излучения в активном элементе кольцевого лазера, выделение информации об угловых перемещениях из информации, поступающей от кольцевого лазера, периодическую поочередную работу кольцевого лазера в двухчастотном режиме на модах с ортогональными поляризациями кольцевого лазера, переключение кольцевого лазера на моду с ортогональной поляризацией после каждого очередного момента завершения работы кольцевого лазера на любой из этих мод, в котором предварительно или при измерении угловых перемещений по амплитуде сигнала вращения, или по величине частотной подставки, или по величине сигнала расстройки периметра, или по напряжению на пьезоголовке определяют промежутки времени во время переключений поляризации для мод с ортогональными поляризациями, в которых будут использованы результаты измерений угловых перемещений с учетом ошибок, обусловленных изменением частоты подставки из-за расстройки периметра кольцевого лазера, вызванной переключением поляризации, предварительно измеряют и/или вычисляют для мод с ортогональными поляризациями зависимость частоты подставки от величины сигнала расстройки периметра резонатора кольцевого лазера, при каждом очередном переключении во время измерений угловых перемещений в выбранных промежутках времени этого переключения в каждой соответствующей моде с ортогональной поляризацией измеряют зависимость сигнала расстройки периметра кольцевого лазера от времени, для каждого выбранного промежутка времени при каждом данном переключении при измерении угловых перемещений рассчитывают и учитывают ошибки, обусловленные изменением величины частоты подставки из-за расстройки периметра резонатора кольцевого лазера при переключении поляризации, используя предварительно измеренную и/или вычисленную зависимость частоты подставки от величины сигнала расстройки периметра резонатора кольцевого лазера для соответствующей моды и измеренную для этой же моды при данном переключении зависимость сигнала расстройки периметра от времени в этом же выбранном промежутке времени данного переключения.

Предложенное изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной гироскопии. Предложен способ измерения угловых перемещений лазерным гироскопом, включающий настройку и работу лазерного гироскопа в двухчастотном режиме на одной из ортогонально поляризованных мод кольцевого лазера лазерного гироскопа, создание знакопеременной частотной подставки с помощью наложения магнитного поля на активный элемент кольцевого лазера с эллиптической или круговой поляризацией излучения в активном элементе кольцевого лазера, выделение информации об угловых перемещениях из информации, поступающей от кольцевого лазера, периодическую поочередную работу кольцевого лазера в двухчастотном режиме на модах с ортогональными поляризациями кольцевого лазера, переключение кольцевого лазера на моду с ортогональной поляризацией после каждого очередного момента завершения работы кольцевого лазера на любой из этих мод, в котором предварительно измеряют и/или вычисляют для мод с ортогональными поляризациями зависимость частоты подставки от величины расстройки периметра резонатора кольцевого лазера.
Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной гироскопии. Предложен способ измерения угловых перемещений лазерным гироскопом, включающий настройку и работу лазерного гироскопа в двухчастотном режиме на одной из ортогонально поляризованных мод кольцевого лазера лазерного гироскопа, создание частотной подставки с помощью наложения магнитного поля на активный элемент кольцевого лазера с эллиптической или круговой поляризацией излучения в активном элементе кольцевого лазера, выделение информации об угловых перемещениях из информации, поступающей от кольцевого лазера, периодическую поочередную работу кольцевого лазера в двухчастотном режиме на модах с ортогональными поляризациями кольцевого лазера, переключение кольцевого лазера на моду с ортогональной поляризацией после каждого очередного момента завершения работы кольцевого лазера на любой из этих мод, в котором предварительно измеряют изменение напряжения на пьезоголовке кольцевого лазера, соответствующее переходу от моды одного знака поляризации к ближайшей моде с ортогональной поляризацией, при измерении угловых перемещений непосредственно перед началом каждого переключения отключают систему регулировки периметра от пьезоголовки датчика, после этого, пока на пьезоголовке не изменилось напряжение от работы на прежней моде, подают на пьезоголовку дополнительное измеренное ранее напряжение, соответствующее переходу от моды одного знака поляризации к ближайшей моде с ортогональной поляризацией, при этом знак подаваемого дополнительного напряжения определяют так, чтобы суммарное напряжение находилось в области регулирования системы регулировки периметра, переключают фазу системы регулировки периметра на настройку и работу на моде с ортогональной поляризацией, подключают систему регулировки периметра к пьезоголовке датчика в выбранное предварительно или во время данного переключения время, после чего система регулировки периметра в автоматическом режиме завершает подстройку частоты кольцевого лазера лазерного гироскопа на моду с ортогональной поляризацией.

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной гироскопии. Способ десинхронизации динамических зон на частотной характеристике лазерного гироскопа включает создание быстрой знакопеременной частотной подставки с амплитудой, многократно превышающей ширину зоны захвата, и периодом переключения, необходимым для функционирования системы регулировки периметра и формирования выходной информации, а также создание медленной знакопеременной частотной подставки с периодом, кратным периоду быстрой частотной подставки, при этом медленную знакопеременную частотную подставку создают путем модуляции длительности полупериодов быстрой знакопеременной частотной подставки. Технический результат - упрощение температурной калибровки амплитуды частотной подставки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх