Рефераты Волоконно-оптические гироскопы

Вернуться в Электроника

Волоконно-оптические гироскопы
Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного ЗнамениГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ имени Н.Э.Баумана.________________________________________________Факультет РЛКафедра РЛ2Реферат по теме "Волоконно-оптические ги-роскопы"студентки Матвеевой Ляны Александровны группа РЛ3-101.ПреподавательНемтинов Владимир Борисович ОглавлениеОглавление 2Введение 3Принцип действия оптического гироскопа 3Структурные схемы оптических гироскопов 5Кольцевой лазерный гироскоп. 6Волоконно-оптические гироскопы. 8Оптический гироскоп с кольцевым резонатором пассивного типа 10Методы повышения чувствительности 11Шумовые факторы, методы их устранения 12Основные оптические системы с повышенной стабильностью 13Факторы, ограничивающие разрешающую способность 15Характеристики и методы их улучшения 16Система с фазовой модуляцией 17Системы с изменением частоты 20Система со световым гетеродинированием 22Заключение 24Список литературы 24 ВведениеГироскоп выполняет функции детектора угловой скорости в инерциальном пространстве и по праву может называться абсолютным тахометром, являясь структурным элементом инерциальной навигационной системы, обрабатывающей информацию о местонахождении самолета или судна с целью выведения его на курс. В состав этой системы обычно входит три гироскопа - для измерения скорости вращения вокруг трех ортогональных осей, три акселерометра - для определения скорости и расстояния и направлении трех осей и компьютер - для обработки выходных сигналов этих приборов. К самолетным гироскопам предъявляются очень высокие требования: разрешающая способность и дрейф нуля 0,01 /ч, динамический диапазон 6 порядков, высокая стабильность (10-5) масштабного коэффициента преобразования угла поворота в выходной сигнал. До сих пор применялись в основном механические гироскопы, работающие на основе эффекта удержания оси вращения тела в одном направлении инерциального пространства (закон сохранения момента количества движения). Это дорогостоящие приборы, поскольку требуется высокая точность формы тела вращения и минимальное возможное трение подшипников. В отличие от механических оптические гироскопы, например, волоконно-оптические, созданные на основе эффекта Саньяка, имеют структуру статического типа, обладающую рядом достоинств, основные из которых: отсутствие подвижных деталей и, следовательно, устойчивость к ускорению; простота конструкции; короткое время запуска; высокая чувствительность; высокая линейность характеристик; низкая потребляемая мощность; высокая надежность. Кроме того, возможно снижение стоимости волоконно-оптических гироскопов за счет внедрения оптических интегральных схем. Наряду с использованием в самолетах и на судах можно ожидать по мере прогресса в технике гироскопов применения их в автомобилях, роботах и т. д.Принцип действия оптического гироскопаПринцип действия оптического гироскопа основан на эффекте Саньяка. По круговому оптическому пути, как показано на рис. 1, благодаря расщепителю луча свет распространяется в двух противоположных направлениях. Если при этом система находится в покое относительно инерциального пространства, оба световых луча распространяются встречно по оптическому пути одинаковой длины. Поэтому при сложении лучей в расщепителе по завершении пути нет фазового сдвига. Однако, когда оптическая система вращается в инерциальном пространстве с угловой скоростью , между световыми волнами возникает разность фаз. Это явление и называется эффектом Саньяка. Рис.1. Принцип возникновения эффекта Саньяка Пусть коэффициент преломления на оптическом пути n=1. При радиусе оптического пути a время достижения расщепителя лучей светом, движущимся по часовой стрелке, выражается как (1) Рис.2. Эффект Саньяка при оптическом пути произвольной формыв противоположном направлении - (2)где с - скорость света.Из формул (1) и (2) разность времени распространения двух световых волн с учетом c>>a (3) Это означает, что появляется разность длины оптических путей (4)или, иначе говоря, разность фаз (5)Здесь S - площадь, окаймленная оптическим путем; k - волновое число
Добавить в Одноклассники    

 

Rambler's Top100