Научная новизна

Выполненная работа является новой комплексной разработкой ВС методики расчета двулучепреломления в ВС с сохранением поляризации.

3. Общие сведения.

Конструкия ВОГ.

ВОГ представляет собой волоконный интерферометр Саньяка и обладает высокой чувствительностью, большим динамическим диапазоном, малым временем готовности и низким энергопотреблением. По сравнению с обычными механическими гироскопами он не имеет вращающихся или движущихся деталей, что позволяет ему достигать существенно большего ресурса и повышенной надежности в жестких условиях эксплуатации.

Принцип работы ВОГ основан на эффекте Саньяка. По замкнутому оптическому пути благодаря расщеплению луча свет распространяется в двух противоположных направлениях. Если волоконная катушка (ВК) ВОГ находится в покое относительно инерциального пространства, то оба световых луча распространяются встречно по оптическим путям одинаковой длины. Поэтому при сложении встречно распространяющихся лучей по завершении обхода контура между ними отсутствует фазовый сдвиг. В случае вращения ВК ВОГ в инерциальном пространстве с угловой скоростью , между световыми волнами возникает разность фаз _S (см. рис. 1)

Рисунок 1

На рис. 1 1 – источник излучения, 2- интегрально-оптический фазовый модулятор, 3 – волоконная катушка, 4 – разветвитель, 5 – фотоприемник.

, (1)

где L – длина световода ВК, D – средний диаметр ВК,  - длина волны излучения источника, с – скорость света в вакууме,  - проекция полного вектора угловой скорости на ось чувствительности ВК.

В датчике замкнутые оптические пути представляют собой три ВК, оси чувствительности которых образуют прямоугольную систему координат. Каждая из ВК входит в состав одного из трех кольцевых оптоволоконных интерферометров. Таким образом, каждая из проекций полной угловой скорости на оси чувствительности ВК измеряется путем определения разности фаз _S двух встречных световых волн, возникающей за счет эффекта Саньяка.

В этом случае, мощность выходного сигнала, принимаемого фотоприемником каждого из каналов датчика, можно записать в виде:

, (2)

где Р₀ – выходная оптическая мощность источника излучения, _S – разность фаз противоположно распространяющихся в ВК световых волн, возникающая за счет эффекта Саньяка.

Структурная схема ВОГ представлена на рис 2. Оптическая схема включает в себя один источник излучения СВИ, делитель мощности на основе изотропных разветвителей и три независимых измерительных канала, каждый из которых построен по так называемой схеме с «минимальной конфигурацией».

Электронная часть датчика предназначена для обработки сигнала, получаемого с фотоприемника.

Нормирующий усилитель предназначен для усиления сигнала до уровней, соответствующих номинальному диапазону аналого-цифрового преобразования АЦП, и для подавления паразитных составляющих сигнала.

АЦП производит дискретизацию сигнала для обеспечения возможности цифровой обработки.

Гальваническая развязка необходима для уменьшения паразитных наводок, приводящих к дрейфу нуля датчика и появлению зоны нечувствительности.

Цифровой процессор обработки сигналов выполняет следующие функции:

- производит синхронное детектирование сигнала рассогласования;

- формирует код компенсации по заданному закону регулирования;

- формирует компенсирующее ступенчатое напряжение;

- формирует вспомогательную модуляцию на оптимальной частоте оптического контура;

- детектирует сигнал отклонения амплитуды ступенчатого напряжения от величины 2;

- формирует управляющий сигнал для подстройки амплитуды;

- производит дополнительную низкочастотную модуляцию для уменьшения зоны нечувствительности;

- производит накопление информации об угловой скорости за период опроса и выдает ее во внешнее устройство в заданном формате.

Рисунок 2

Основные физико – химические свойства стекол.