|
|
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
 |
|
Промышленность и Производство Технология
Волоконно-оптические гироскопы |
Горшок торфяной для цветов. 
Наклейки для поощрения "Смайлики 2". 
Браслет светоотражающий, самофиксирующийся, желтый. Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н.Э.Баумана. Факультет РЛ Кафедра РЛ2 Реферат по теме "Волоконно-оптические гироскопы" студентки Матвеевой Ляны Александровны группа РЛ3-101. Преподаватель Немтинов Владимир Борисович ОглавлениеОглавление 2 Введение 3 Принцип действия оптического гироскопа 3 Структурные схемы оптических гироскопов 5 Кольцевой лазерный гироскоп. 6 Волоконно-оптические гироскопы. 8 Оптический гироскоп с кольцевым резонатором пассивного типа 10 Методы повышения чувствительности 11 Шумовые факторы, методы их устранения 12 Основные оптические системы с повышенной стабильностью 13 Факторы, ограничивающие разрешающую способность 15 Характеристики и методы их улучшения 16 Система с фазовой модуляцией 17 Системы с изменением частоты 20 Система со световым гетеродинированием 22 Заключение 24 Список литературы 24 Введение Гироскоп 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 гироскопа Принцип 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 =1. При радиусе оптического пути a время достижения расщепителя лучей светом, движущимся по часовой стрелке, выражается как Рис.2. Эффект Саньяка при оптическом пути произвольной формы в 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 (5) Здесь S — площадь, окаймленная оптическим путем; k — волновое число. Формула (5) вытекает из формулы (3) при допущении, что =1 и оптический путь имеет круговую форму, но возможно доказать, что формула (5) является основной для эффекта Саньяка. Она не зависит от формы оптического пути, положения центра вращения и коэффициента преломления. Рис.3. Структурные схемы гироскопов на эффекте Саньяка (r и (l - частота генерации света с правым и левым вращением; ( - время, необходимое для однократного прохождения светом кольцевого оптического пути; (FSR - полный спектральный диапазон Структурные схемы оптических гироскопов На рис. 3 приведены общие схемы систем, разработанных для повышения точности измерений. Кольцевой лазерный гироскоп (рис. 3, а) отличается высокой частотой световой волны — до нескольких сотен терагерц. Волоконно- оптический гироскоп на рис. 3, б имеет высокую чувствительность, благодаря использованию длинного одномодового оптического волокна с низкими потерями. В оптическом гироскопе пассивного типа с кольцевым резонатором (рис. 3, в) используется острая резонансная характеристика резонатора. Кольцевой лазерный гироскоп. Кольцевой лазерный гироскоп изготовляется подобно газовому лазеру: в кварцевом блоке путем расплавления создается полость (канал) в форме треугольника и заполняется смесью гелия и неона. Длина волны генерируемого лазером излучения 632,8 нм. Обычно частота генерации изменяется в зависимости от длины лазерного резонатора. И в данном случае частоты двух генерируемых световых волн, распространяющихся в противоположных направлениях по треугольному оптическому пути (рис. 3, а), неодинаковы из- за разности оптической длины (L [см. формулу (4)(. Поэтому можно использовать для измерений частоту биений обеих генерируемых световых волн, а именно (6) Здесь L — общая длина оптического пути в кольцевом резонаторе; ( — длина волны генерации в состоянии покоя. Иначе говоря, измерив (f, можно определить угловую скорость относительно инерциального пространства. Поскольку частота света составляет несколько сотен терагерц, даже ее незначительные изменения позволяют измерить разность частот. Если выходным сигналом служит частота, пропорциональная угловой скорости, то подсчетом выходных волн можно определить приращение угла поворота в цифровой форме, что обеспечивает высокую точность информации, подаваемой в навигационное вычислительное устройство.
Измерение частоты возможно в широком динамическом диапазоне, а следовательно, и динамический диапазон кольцевого лазерного гироскопа вполне можно расширить и сделать достаточным для инерциальной навигационной системы. В этом большое преимущество данных гироскопов. Исследование кольцевых лазерных гироскопов началось в 60-х годах. К настоящему времени достигнута разрешающая способность и стабильность нулевой точки примерно 0,001(/ч. В последнее время кольцевые лазерные гироскопы применяются в инерциальной системе отсчета не только в самолетах «Боинг» 757/767, но и в аэробусах А310. В Японии опубликованы сообщения об измерении ими угловой скорости 0,01(/ч. Таким образом, кольцевой лазерный гироскоп достиг уже стадии практического применения, но, тем не менее, остается ряд нерешенных проблем: 1. Нелинейность выходного сигнала при малой угловой скорости (влияние синхронизма). 2. Дрейф выходного сигнала из-за газовых потоков в лазере. 3. Изменение длины оптического пути под воздействием теплового расширения, давления и механических деформаций. Из этих проблем самой важной является первая. При малых угловых скоростях уменьшается разность частот генерируемых световых волн, а это приводит к синхронизму ((f=0) и невозможности обнаружения вращения. (Типичный порог обнаружения при этом 10(/ч.) Зона нечувствительности, обусловленная синхронизмом, показана на рис. 3, a штриховыми линиями. Указанная выше разрешающая способность обнаружения 0,001(/ч обеспечивается при подавлении явления синхронизма путем приведения всей системы к микроколебаниям (метод Дейза). Но нелинейность при незначительном повороте все же остается, кроме того, это означает, что не используется такое преимущество оптического гироскопа, как его неподвижность. В кольцевом лазерном гироскопе возникает явление синхронизма, так как это активная конструкция и сама оптическая катушка для обнаружения вращения входит в состав лазерного генератора. Напротив, в интерферометре Саньяка, представленном на рис. 1, вышеупомянутое явление не возникает, поскольку это пассивная конструкция, при которой световой источник находится вне чувствительной петли. Основное внимание здесь уделяется оптическому волокну, снижению потерь в нем. Рис.4. Принципиальная оптическая схема волоконно-оптического гироскопа Волоконно-оптические гироскопы. На рис. 4 приведена оптическая схема волоконно-оптического гироскопа. По сути это интерферометр Саньяка (см. рис. 1), в котором круговой оптический контур заменен на катушку из длинного одномодового оптического волокна. Часть схемы, обведенная штриховой линией, необходима для повышения стабильности нулевой точки. Таким образом, разность фаз между двумя световыми волнами, обусловленная эффектом Саньяка, с учетом формулы (5) выражается как (7) где — число витков в катушке из волокна; L — длина волокна; а — радиус катушки. Следует обратить внимание на то, что в основные формулы не входит коэффициент преломления света в волокне. Благодаря совершенствованию технологии производства выпускается волокно с очень низкими потерями. Чтобы не повредить волокно, намотка производится на катушку радиусом несколько сантиметров.
У них остается очень мало времени на обмен опытом или беседы с коллегами. Лишь несколько раз в году можно выбраться на коллективные мероприятия. Электронная почта разрушает эту изоляцию». К тому же, как Китченс шутливо жалуется, учителя получили возможность «доставать» его намного легче, чем прежде. Традиционно диалог начальника округа с рядовыми школьными работниками был жестко ограничен. Теперь же они могут рассчитывать на его оперативную реакцию на свои обращения по электронной почте. Сеть персональных компьютеров округа Уэстерн-Хайтс базируется на 17 милях волоконно-оптического кабеля, соединяющего все школьные и административные здания. В каждой из 230 классных комнат установлено самое малое по два подключенных к этой сети ПК: один — для учителя, второй — для детей, а кроме того, по три гнезда для подключения дополнительных машин. Еще один обязательный элемент информационной инфраструктуры класса — огромный демонстрационный монитор, используемый для показа материалов из Интернета, фильмов с центрального сервера видеозаписей и трансляций из других классных комнат
1. Оптические и магнитно-оптические накопители
2. Анализ погрешностей волоконно-оптического гироскопа
3. Волоконный оптический гироскоп
4. Реконструкция волоконно-оптической линии связи
5. Волоконно-оптические датчики
9. Волоконно-Оптические Линии Связи
10. Волоконно-оптическая система передачи
11. Волоконно-оптическая линия связи
12. Волоконно-оптические линии связи
13. Проектирование линейного тракта волоконно-оптических систем передачи
14. Характеристики компонентов волоконно-оптических систем передачи
15. Бизнес-план "Производство искусственных волокон".
16. Основные методы производства волоконных световодов
Подушка "Green Line. Бамбук", 50х70 см. 
Пелёнка-кокон для мальчика "Карапуз" на липучке. 
Занимательная пирамидка большая. 17. Устройство, оптическая схема, неполная разборка и сборка теодолита 2Т2П, ЗТ2КП
19. Оптические датчики газового состава
20. "Цифровые фотоаппараты, как средство съема визуально - оптической информации"
21. Передающее устройство одноволоконной оптической сети
25. История оптического телеграфа
26. Оптические мыши
27. Оптические телескопы 21 века
28. Оптические характеристики телескопа
29. Рубиновый оптический квантовый генератор
30. Доклад по волоконной оптике
31. Оптические и магнитооптические системы
32. Двумерный оптический сигнал и его информационная структура
Набор детской складной мебели Ника "Азбука". 
Комплект постельного белья Карапуз "Угадай, кто?" (бязь, 3 предмета). 
Набор кастрюль "Mayer & Boch" из нержавеющей стали (12 предметов). 33. Оптические квантовые генераторы
34. Оптическая спектроскопия кристаллов галита с
35. Полимерные оптические волокна
36. Приведения оружия к бою и выверка оптических прицелов в мотострелковом подразделении
37. Фотоотверждаемые композиции для волоконных световодов
41. Оптические и магнитооптические диски
42. Новые композиционные материалы на основе промышленных отходов химических волокон
43. Материалы-носители информации в CD и DVD оптических дисках
44. Подсистема выделения текстильных волокон в задачах экспертизы
45. Техническое обслуживание и диагностика оптических приводов
46. Заготовки и процесс обработки оптических деталей
47. Измерительный контроль в оптической микроскопии
48. Контроль электронно-оптических преобразователей
Музыкальная шкатулка в форме трапеции. 
Руль музыкальный "Вперёд!". 
Коллекция "Гардероб". 49. Краткий обзор по истории развития оптической связи
50. Передающее устройство для оптической сети
51. Проектирование запоминающего модуля на сменном оптическом носителе
52. Соединение оптических деталей
53. Удаление загрязнений с оптических и механических деталей. Сборка зеркал и призм в оправах
57. Несущие конструкции электронно-оптической аппаратуры
58. Оптические системы контрольно-юстировочных и измерительных приборов
60. Применение волоконных штифтов в стоматологии
61. Микроскопическое исследование древесины и целлюлозных волокон
62. Технология изготовления оптических поверхностей
63. Гироскоп
64. Оптические атмосферные явления
Комплект боковых ограждений для кровати Polini Simple/Basic, белый. 
Набор мебели "Счастливые друзья", PT-00314. 
Микрофон "Пой со мной! Любимые песенки малышей". 67. Сборка оптических деталей с механическими
68. Оптика и оптические явления в природе
69. Структура волокон поли-бис-трифторэтоксифосфазена
74. Промышленное производство в Республике Беларусь в 90-х годах ХХ-го века
76. Производство по делам об административных правонарушениях
77. Производство по делам об административных правонарушениях
78. Рассмотрение судом дел об установлении отцовства в порядке искового производства
79. Банкротство. Конкурсное производство
Полотенце махровое "Нордтекс. Aquarelle", серия "Палитра", цвет: аметистовый, 70х130. 
Ранец "Космо", 36х29х18 см. 
Настольная игра "Колонизаторы", 4-е русское издание. 81. Банкротное производство ЭР
83. Производства по делам о нарушении таможенных правил
84. Банкротство. Конкурсное производство
85. Китайский фарфор и центры его производства
89. Суспензионные препараты заводского производства
90. Кассационное производство и его проблемы
91. Организация и производство обыска и выемки
92. Экологические проблемы развития промышленного производства
93. Вредные выбросы прокатного производства
94. Очистка сточных вод гальванического производства
95. Промышленное производство и качество окружающей среды
96. Моделирование учебного процесса на примере темы "Издержки производства"
Набор для раскрашивания рюкзака "Disney. Тачки". 
Папка для тетрадей "Калейдоскоп", А3. 
Фоторамка "Poster gold" (40х60 см). 97. Линия производства филе минтая мороженого, 25 т/сут
99. Организация и пути совершенствования производства и сбыта хлебобулочных изделий
100. Организация производства (шпаргалка)
