Спосіб вимірювання кутової швидкості та пристрій для його здійснення

1. Способ измерения угловой скорости, включающий разделение оптического монохроматического когерентного излучения па две волны, распространение их в катушке волоконного световода во встречных направлениях, сдвиг частоты одной из волн до ее ьхожденияо катушку волоконного световода, а частота другой волны - после прохождения ею катушки волоконного световода, совмещение встречно распространяющихся волн, образующих интерференционную картину, измерение электрического напряжения на оптическом приемнике с последующим вычислением скорости углового вращения волоконно-оптической катушки вокруг ее продольной оси, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что после распространения волн в катушке волоконного световода совмещают встречно распространяющиеся волны, при этом получают максимум интенсивности интерференционной полосы, изменяя частоту сдвига волн, измеряют полученное значение электрического напряжения, затем получают Минимум интенсивности интерференционной картины, изменяя частоту сдвига волн, измеряют полученное электрическое напряжение, устанавливают среднеарифметическое значение полученных электрических напряжений, изменяя частоту сдвига волн, измеряют первое зна чение электрического напряжения Ut, после чего сдвигаютчастоты волн в сторону увеличения электрического напряжения на величину, кратную порогу чуоствительности. измеряют второе значение электрического напряжение U2. изменяют направление едпига частот на противоположное, измеряют третье значение электрического напряжения из. изменяют направление едпига частот полн полученных при среднеарифметическом значении напряжений на прот и в о п о л о ж н о е , и з м е р я ю т четвертое значение электрического напряжения LM, а угловую скорость определяют из выражения: v ІІ2 - Ui ' 8 ЯГ где п - показатель преломления оптического волокна; Я -длина волны оптического излучения; г- радиус катушки; Д Q - сдв ;г частоты, вызывающий изме пение электрического напряжения, кратиого порогу чувствительности. 2. Устройство измерения угловой скорости, содержащее оптически сопряженные источник оптического монохроматического когерентного излучения и расщепитель оптического излучения, волоконно-оптическую катушку, оптически сопряженную своим первым вводом-выводом с первым выходом-входом расщепителя оптического излучения, первый частотный модулятор, оптически сопряженный своим аходом-вы.'одом со вторым выходом-входом расщепителя о п т и ч е с к о г о и з л у ч е н и я , п е р в ы й генератор, приемник оптического излучения, оптически сопряженный своим входом с выходом расщепителя оптического излучения, аналого-цифровой преобразователь, блок вычисления угловой скорости враще с 10897 нип волоконно оптической катушки вокруг ее продольной оси и управления генераторами, вход которого через аналого-цифровой преобразователь соединен с выходом приемника оптического излучения, а первый оперативный ввод-вывод соединен с оперативным вводам-аыводом первого генератора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, оно снабжено первым и вторым цифро-управляемыми двухполюсными переключателями, вторым электрооптическим частотным модулятором и вторым цифро-управляемым двухфазным і енератором, при этом первый цифро-управляемый двухполюсный переключатель соединен первым и вторым оходами соответственно с первым и вторым выходами первого генератора, а первым и вторым выходами соответственно с первым и вторым электрическими входами первого частотного модулятора, второй электрооптический частотный модулятор своим первым входом-выходом оптически сопряжен с выходом-входом первого частотного модулятора, а вторым выходом-входом оптически сопряжен со вторым вводом-выводом волоконно-оптической катушки, второй цифро-управляемый двухполюсный переключатель соединен первым и вторым выходами соответственно с первым и вторым электрическими входами оторого электрооптического частотного модулятора, второй цифро-управляемый двухфазный генератор соединен первым и вторым выходами соответственно с первым и вторым входами оторого цифро-управляемого двухполюсного переключателя, а оперативным вводом-выводом со вторым оперативным пводом-выводом блока вычисления угловой скорости вращения волоконно-оптической катушки вокруг ее продольной оси и управления генераторами, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с третьим входом первого цифро-управляемого двухполюсного переключателя и с третьим окодом оторого цифро-управляемого двухполюсного переключателя, причем первый частотный модулятор выполнен электр о о п т и ч е с к и м , а первый г е н е р а т о р выполнен цифро-управляемым двухфазным. Изобретение относится к области прип - показатель преломления оптическоборостроения и может быть использовано го волокна катушки; для измерения угловых скоростей D авиациг- радиус кэгушки. онной и космической технике, а также в геПри этом фаза Саньяка определена следуюодезических системах. 35 щим образом Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ измерения угловой скорости, основанный на разделении оптического излучения на две волны, распространяющиеся в катушке во- 40 где U - электрическое напряжение, снимаелоконного световода во встречных направмое с оптического приемника излучения; лениях, сдвиге частоты одной из волн до ее S - чувствительность оптического привхождения в катушку волоконного световоемника излучения; да, а частоты другой волны - на то же значе1 0 - интенсивность оптического излучение после п р о х о ж д е н и я ею к а т у ш к и ния, входящего в волоконно-оптическую кав о л о к о н н о г о световода, совмещении тушку. встречно распространяющихся волн, про' шедших волоконный световод, и определеНевысокая точность обусловлена тем, нии угловой скорости в и з выражения что при этом способе измерения фазы Сань50 яка не исключаются шумовые составляюA A f пЯ щие, вызванные относительной погрешностью чувствительности оптического приемника излучения от действия дестаAt - свдиг частоты модулятора, приводящий к билизирующих факторов, абсолютной компенсации напряжения оптического при- 55 погрешностью фотоэлектрического преобемника, вызванного сдвигом фазы Саньяка; разования, связанной со смещением преобЯ - длина волны опического излучения, разовательной х а р а к т е р и с т и к и из-за распросраняющегося в волоконно-оптиченестабильности темпового тока фотоприемской катушке; и 10097 ника и дрейфа его параметров, дрефром смещения по частоте между двумя излучениями. Низкая чувствительность к малым угловым скоростям п прототипе следует из выражения (1/loS')(dU/dU/ &

0. В этом случае lM>Ui. Для Ас