Системи стабiлiзацiСЧ поля зору сучасних танкових прицiлiв
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?iаметр кварцевоСЧ оболонки - 45мкм; дiаметр полiмерного покриття 150мкм.- фазовый модулятор додаСФ до фази Саньяка змiнний синусоСЧдальний фазовий зсув i являСФ собою дiлянку волоконного контура, намотану на пСФзокерамiчний цилiндр дiаметром 18 мм i висотою 4 мм. Робоча частота модуляцiСЧ (резонансна) 80 кгц.
Волоконний бiконiчний вiдгалужувач (2 х 2) СФ пристроСФм, що здiйснюСФ оптичний зв'язок мiж волокнами. Випромiнювання, що розповсюджуСФться в одному з волокон, рiвномiрно i без втрат розподiляСФться мiж двома волокнами. Вiдгалужувачем СФ два волокна, спаяних мiж собою безпосередньо на кiнцях контура i розпаяних на кварцевих пiдкладках для забезпечення вiбро - i термостiйкостi. Надмiрнi втрати у вiдгалужувачi <1дб. Волоконно-оптичний кристалiчний поляризатор виконаний у виглядi бiконiчного переходу (потоншення) на дiлянцi волокна, зарощеного анiзотропним монокристалом, СФ елементом, що пригнiчуСФ одну з поляризацiйних мод, яка розповсюджуються по волокну контура, на З0дб. Випромiнювальний модуль СЛД СФ кристалом суперлюмiнiiентного свiтлодiода, оптично узгодженим з волокном. СЛД володiСФ яскравiстю, яка порiвнюСФться з яскравiстю лазерного джерела, маючи при цьому низьку когерентнiсть (що використовуСФться у ВОГ для зменшення шуму). Довжина хвилi випромiнювання 820нм, оптична потужнiсть у волокнi бiльш 50мкВт. Фотоприймальний модуль мiстить p-i-n-фотодiод, узгоджений з вихiдним вiдрiзком волокна. Мала СФмкiсть фотодiода дозволяСФ здiйснювати перетворення оптичного сигналу на частотах до 1мГц. Фотоприймач приСФднаний до швидкiсного пiдсилювача фотоструму. Волоконно-оптичний гiроскоп ВГ910 (волоконний датчик обертання) (рис.34.) застосовуСФться як чутливий елемент (2 шт.) у двовiсьовому гiроскопiчному стабiлiзаторi дослiдного зразка [15].
Рис.34. Конструкцiя ВГ910.
- PZT фазовий модулятор; 2 - волоконно-оптичний зварний вiдгалужувач; 3 - волоконно-оптичний поляризатор; 4 - волоконний чутливий контур; 5 - вихiдний роз'СФм (на рис.34. не проглядаСФться); 6 - плата фотоприймального модуля; 7 - фотоприймальний модуль; 8 - випромiнювальний модуль СЛД; 9 - плата електронноСЧ обробки сигналiв.
Конструктивно ВОГ (рис.34) являСФ собою цiльноволоконний варiант кiльцевого оптичного iнтерферометра Саньяка, виконаного за зварною технологiСФю i розмiщеного в герметичному корпусi. Волоконно-оптичний контур являСФ собою котушку оптичного волокна завдовжки 100м i дiаметром 70мм.
Основнi технiчнi характеристики ВГ910 наступнi:
дiапазон вимiрювань 200 град/с
чутливiсть 5/год
зрушення нуля
масштабний коефiцiСФнт значення 50 мВ//с 20%
габарити 80мм х 20мм
вага не больш 120г.
Живлення ВОГ здiйснюСФться вiд трьох джерел постiйного струму +5 В, +12 В, - 12 В. Споживана електрична потужнiсть менше 1,5 Вт.
Прилад призначений для експлуатацiСЧ в таких умовах:
за температури навколишнього середовища вiд мiнус 30С до плюс 70С;
пiсля циклiчноСЧ дiСЧ температур вiд мiнус 40 С до плюс 80 С;
пiд час дiСЧ вiбрацiСЧ в дiапазонi частот вiд 20 до 2000 Гц з вiброперевантаженням до 6 g;
пiд час дiСЧ ударних навантажень до 90g;
при дiСЧ лiнiйних прискорень до 90g.
СереднСФ напрацювання ВОГ повнiстю складаСФ 15000 годин, а середнiй термiн служби i зберiгання складаСФ 15 рокiв.
Всi вузли i компоненти ВГ910 встановленi в корпусi, виконаному з алюмiнiСФвого сплаву (рис.34.). Пiдведення живлення до елементiв ВОГ i знiмання сигналу здiйснюСФться через роз'СФм 5, сполучаючий ВОГ з платою оброблювальноСЧ електронiки 9. Вона встановлена на верхнiй кришцi приладу. Внутрiшня порожнина корпусу ВОГ заповнюСФться iнертним газом. Герметизацiя здiйснюСФться кремнiСФорганiчним герметиком i механiчним пiдтиском кришки i корпусу. Для орiСФнтацiСЧ ВГ910 на об'СФктi використовуСФться настановна поверхня.
Як уже згадувалося, принцип дiСЧ ВОГ заснований на залежностi часу розповсюдження свiтла по замкнутому контуру, що обертаСФться, вiд напряму обходу (ефект Саньяка). При багатократному обходi контура ефект акумулюСФться.
КоефiцiСФнт пропорцiйностi мiж кутовою швидкiстю обертання приладу i фазою Саньяка називаСФться оптичним масштабним коефiцiСФнтом контура (ОМК) - для ВОГ рiвний 3 мрад /с, i його величина визначаСФ дiапазон вимiрюваних кутових швидкостей. РЖнформацiю про фазу Саньяка i, вiдповiдно, про кутову швидкiсть обертання отримують з сигналу iнтерференцiСЧ зустрiчних хвиль.
Точнiсть вимiрювання визначаСФться якiстю оптичних компонентiв, яка виявляСФться у максимальному заглушеннi всiх механiзмiв виникнення сигналу, окрiм корисного, тобто унаслiдок обертання. Оптична побудова ВГ910 забезпечуСФ оптимальну оптичну фiльтрацiю. Для цього випромiнювання проходить поляризацiйний фiльтр i на вiдгалужувачi роздiляСФться на два зустрiчних променя волоконного контура. Пiсля обходу контура променi змiшуються (iнтерферують) на тому ж вiдгалужувачi i знову проходять поляризацiйний фiльтр, що забезпечуСФ iдентичнiсть (взаСФмнiсть) оптичних шляхiв. Другим вiдгалужувачем сигнал iнтерференцiСЧ вiдводиться на фотоприймальний пристрiй.
Для пiдвищення чутливостi використовуСФться пьезокерамiчний фазовий модулятор (PZT фазовий модулятор). При живленнi його змiнною напругою створюСФться додатковий зсув фаз за рахунок перiодичного розтягування дiлянки волоконного контура.
(3.10)
де М - амплiтуда модуляцiСЧ;
- частота модуляцiСЧ;
Пiд час роботи модулятора вихiдний сигнал ВОГ маСФ вигляд:
(3.11)
де - функцiя Бесселя пор