Системи стабілізації поля зору сучасних танкових прицілів

Дипломная работа - Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Подтвердите что Вы не робот:
2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



іроскопа приводить до того, що інтерференційні смуги починають переміщуватися зі швидкістю, пропорційній швидкості обертання гіроскопа. Інтегрування за часом вихідного сигналу лазерного гіроскопа, пропорційного кутовій швидкості, дозволяє визначити кут повороту об'єкта, на якому встановлений гіроскоп.

До переваг лазерних гіроскопів слід віднести перш за все відсутність ротора, що обертається, підшипників, схильних до дії сил тертя. У даний час розроблені лазерні гіроскопи, що мають точність на рівні 210 - 3…510-1 град/год.

 

3.1.2.4 Волоконно-оптичні гіроскопи

Значні досягнення в області розробки і промислового випуску світловодів з мінімальним значенням погонного загасання і інтегральними оптичними компонентами даних призвели до початку робіт над волоконно-оптичним гіроскопом (ВОГ), котрий є волоконно-оптичним інтерферометром, в якому розповсюджуються зустрічні електромагнітні хвилі. Найбільш поширений варіант ВОГ - багатовиткова котушка оптичного волокна. Досягнута в лабораторних зразках точність ВОГ наближається до точності КЛГ. ВОГ через простість конструкції є одним з найбільш дешевих середньої та високої точності гіроскопів, і можна сподіватися, що він витисніть КЛГ у діапазоні точності 10-2 град/год і нижче.

Волоконний оптичний гіроскоп (ВОГ) відноситься до оптично-електронних приладів, створення і розвиток яких став можливим завдяки останнім досягненням в області елементної бази квантової електроніки. ВОГ відноситься до оптичних гіроскопів, принцип дії яких заснований на вихровому (обертальному) ефекті Саньяка [7,15]. Цей прилад у ряді випадків може повністю замінити складні і дорогі електромеханічні (роторні) гіроскопи і двовісьові гіроскопічні платформи і рами.

Можливість створення реального високочутливого ВОГ з'явилася лише з промисловою розробкою одномодового діелектричного світловода з малим загасанням, а також інших компонентів на інтегральних оптичних схемах. Сама ідея ВОГ "визріла" в процесі робіт по розробці кільцевого лазерного гіроскопа (КЛГ). У КЛГ чутливим елементом є кільцевий резонатор, що самозбуджується, з активним газовим середовищем і дзеркалами, що відбивають, тоді як у ВОГ пасивний багатовитковий діелектричний контур світловода збуджується "зовнішнім" джерелом світлового випромінювання.

3.2 Переваги волоконно-оптичних гіроскопів

 

Переваги волоконно-оптичних гіроскопів у порівнянні з кільцевими лазерними гіроскопами:

а) у ВОГ відсутня синхронізація типів коливань, які зустрічно прямують, поблизу нульового значення кутової швидкості обертання, а це дозволяє вимірювати дуже малі кутові швидкості без необхідності конструювати складні в настройці пристрою зсуви нульової точки;

б) конструкція ВОГ цілком виконується на інтегральних оптичних схемах, що полегшує експлуатацію і підвищує надійність;

в) ВОГ вимірює швидкість обертання основи, тоді як КЛГ фіксує приріст швидкості;

г) ефект Саньяка у ВОГ виявляється на декілька порядків сильніше із-за малих втрат в оптичному волокні і більшою у порівнянні з довжиною оптичного контура КЛГ довжиною волокна світловода;

д) конфігурація ВОГ дозволяє відчувати реверс напряму обертання.

Переваги волоконно-оптичних гіроскопів у порівнянні з класичними (електромеханічними) гіроскопами:

а) підвищена надійність і дешевизна під час виготовлення у зв'язку з відсутністю механічних елементів, що обертаються, і підшипників;

б) практично миттєва готовність до роботи, оскільки не витрачається час на розкручування ротора;

в) малі габарити і маса конструкції, завдяки можливості створення ВОГ повністю на інтегральних оптичних схемах;

г) висока чутливість приладу (точність), що досягається при невисокій вартості виробництва і відносній простоті технології виготовлення;

д) незначне споживання енергії при стандартному низьковольтному електроживленні;

е) великий динамічний діапазон вимірювання кутових швидкостей одним і тим же приладом;

ж) нечутливість до великих лінійних прискорень і працездатність в умовах високих механічних перевантажень;

з) висока перешкодостійкість, нечутливість до могутніх зовнішніх електромагнітних дій завдяки діелектричній природі волокна;

и) слабка схильність проникаючої гама-нейтронної радіації;

к) здатність працювати в інерціальній системі керування і стабілізації об'єкту без гіромеханічних похибок.

 

3.3 Принцип дії волоконно-оптичного гіроскопа

 

На початку XX сторіччя фізики різних країн провели ряд експериментів зі світловим світловодом, використовуючи установки, які згодом стали основою для створення сучасних оптичних гіроскопів. До них, в першу чергу, відноситься волоконно-оптичний гіроскоп (ВОГ).

У оптичних гіроскопах немає ротора. Ці прилади носять назви гіроскопічних тому, що можуть виконувати ті ж функції, що і гіроскоп (тобто використовуючи переклад з грецького слова "гіроскоп" - покажчик обертання). Основним елементом оптичного гіроскопа - є замкнутий оптичний контур, по якому розповсюджуються світлові промені, що зустрічно прямують.

У ВОГ замкнутий оптичний контур створений багатовитковою котушкою оптичного волокна.

Принцип дії оптичних гіроскопів заснований на "вихровому" ефекті Саньяка, який відкритий цим вченим у 1913р. Розглянемо зміст вихрового ефекта. Якщо в замкнутому оптичному контурі в протилежних напрямах розповсюджуються два світлових

s