Файл: Применения лазеров..pdf

ность магнитного поля и температуры, так как постоянная

Одним из способов решения проблемы стабилизации смещения [44, 46] является применение знакопеременного смещения, эквивалентного попеременному реверсивному вращению (см. фиг. 5, в). Идея этого метода заключается в уменьшении времени, в течение которого лазерный гиро­ скоп находится в зоне захвата. Так как лазерный гироскоп является интегрирующим гироскопом, то измеряется толь­ ко суммарная скорость вращения. Метод переменного смещения значительно снижает требования к стабильности абсолютной величины смещения.

Для переменного смещения, изменяющегося по сину­ соидальному закону, уравнение (23) для частоты биений при наличии связи через обратное рассеяние принимает

гдеПо—амплитуда смещения, cod— круговая частота вра­ щательных колебаний.

В общем случае уравнение (38) можно решить лишь чис­ ленным методом с помощью ЭВМ, однако интерпретация этих решений достаточно сложна. На фиг. 12 показан вид рабочей характеристики лазерного гироскопа при знако­ переменном смещении [45]. Частота биений в области зах­ вата не равна нулю, рабочая характеристика линейна в

ющих амплитуду смещения, отклонение масштабного коэффициента от постоянного значения описывается тем же уравнением (37), что и при отсутствии смещения (только £2 обозначает суммарную скорость вращения).

При угловых скоростях, меньших амплитуды смещения, отклонение масштабного коэффициента имеет положитель­ ное значение, которое тем меньше, чем меньше отношение порога захвата к амплитуде смещения. Анализ показывает, что амплитуда смещения должна быть больше порога захвата, а для уменьшения флуктуаций масштабного коэффициента отношение порога захвата к амплитуде смещения должно быть минимальным.

Все методы, рассмотренные в разд. 4.2, можно исполь­ зовать для создания знакопеременного смещения. При этом, однако, необходимо помнить, что смещение в обе стороны относительно нулевой точки должно быть строго

симметричным. Любая асимметрия в течение одного перио­ да смещения приводит к появлению кажущегося вращения

ик образованию постоянной составляющей ошибки. Лишь при механическом смещении не происходит накоп­

ления ошибки, так как амплитуда колебаний физически огра­ ничена. Этот способ имеет еще одно важное преимущество.

Действительно, при больших амплитудах смещения для обработки сигнала требуются широкополосные элек­ тронные схемы, а при создании переменного смещения ме­ ханическим путем (за счет крутильных колебаний гиро­ скопа) этой проблемы не возникает и можно использовать узкополосные электронные схемы регистрации выходного сигнала. Это связано с тем, что при механическом способе создания переменного смещения движение интерференцион­ ных полос, вызванное смещением, может быть скомпенсиро­ вано [45].

Выбор метода смещения является наиболее важной про-

218 Фредерик Ароновиц

блемой в процессе конструирования лазерных гироскопов. Решения, предложенные до настоящего времени, обладают недостатками, и поэтому в этом направлении продолжаются поиски. Тем не менее проблема устранения захвата частот

ростях вращения лазерного гироскопа. Положение ви­ димых полос было зарегистрировано с помощью скорост­ ного фоторегистратора (стрик-камеры), размещенного та­ ким образом, что движение пленки осуществлялось в горизонтальном направлении, а горизонтальные интерферен­ ционные полосы перемещались в вертикальном направ­ лении. При такой схеме записи на пленке появляются пре-

рывистые полосы, наклон которых пропорционален частоте биений. Каждая из последовательных наклонных полосок соответствует повороту на угол 0,27".

На фиг. 15 приведена зависимость угла поворота лазер­ ного гироскопа, определяемого путем подсчета интерферен­ ционных полос, от времени. Измерения производились в течение 1,1 с, что соответствует длине пленки ~ 30 м. Максимальная суммарная скорость вращения составляла ~2000 град/ч. Хотя порог захвата составлял несколько сотен градусов в час, была измерена постоянная составля­ ющая скорости вращения, равная ~23 град/ч. Эта скорость