Giroscop optic

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Giroscopul optic este un girometru integrator sau unghiulometru care derivă din deplasări spațiale.

Din punct de vedere tehnic, acesta nu este un giroscop real, deoarece nu are părți rotative. Proprietățile sale giroscopice derivă din utilizarea radiației monocromatice produse de un laser . Lumina este emisă într-un mediu activ conținut într-un canal și plasată între oglinzi, un dispozitiv numit rezonator optic activ .

Generalitate

Una dintre condițiile generării staționare, și anume prezența unui număr întreg de lungimi de undă în rezonator, de importanță esențială pentru funcționarea giroscopului optic, este notată prin următoarea expresie:

(1)

unde f este frecvența radiației, α (ω) coeficientul de amplificare și L lungimea rezonatorului.

Structura giroscopului optic

Giroscopul este format dintr-un corp de sticlă triunghiular în care se obțin trei canale contigue și coplanare între vârfuri, închise ermetic cu oglinzi și umplute cu gaz activ. La interiorul conductelor se accesează printr-un catod și doi anodi : poate fi reprezentată structura a două lasere cu un singur rezonator, unul cu circulație în sensul acelor de ceasornic și celălalt cu circulație în sens antiorar. Excitația laserului are loc cu aplicarea unei diferențe de potențial adecvate electrozilor: dacă mediul activ este heliu - gaz neon , rezonatorul oscilează la o lungime de undă de 0,6328 m, adică în banda spectrului optic vizibil.

Operațiune

Radiațiile celor două lasere, cu giroscopul staționar, se deplasează de-a lungul lungimii L a rezonatorului cu aceeași frecvență. O rotație a giroscopului, în jurul axei normale a planului triunghiului vitros, dată fiind constanța vitezei luminii și independența sa față de starea dinamică a oricărei referințe, determină o creștere aparentă a lungimii rezonatorului, datorită radiația care curge în el. direcția de rotație a giroscopului și o reducere aparentă a acestuia, datorită radiației care curge în direcția opusă: variații care sunt clar corelate cu viteza de rotație. Pentru starea menționată la (1), frecvențele celor două radiații diferă cu o cantitate egală cu:

În care: f co ef cao = frecvențele în sensul acelor de ceasornic și în sens invers acelor de ceasornic; A = suprafața triunghiului vitros; = viteza de rotație; = lungimea de undă.

Pentru a detecta variația de frecvență, o parte din energia luminii este făcută să scape din cavitatea dintr-un colț, printr-o oglindă semitransparentă, iar cele două radiații sunt făcute să interfereze. Franjurile de interferență apar ca benzi întunecate și deschise care se deplasează spre dreapta sau spre stânga în funcție de direcția de rotație a giroscopului. Prin acumularea acestor franjuri ajungem la valoarea unghiului prin care este rotit giroscopul. Giroscopurile tipice optice sau laser sunt suficient de sensibile pentru a măsura unghiurile de rotație în ordinea a două secunde de arc.

Utilizare

Giroscopurile optice au înlocuit giroscopele mecanice, în special în aplicații legate de navigația aeriană și conduita de zbor a aeronavelor: aplicarea lor în sistemele de navigație inerțială este proeminentă. Prevalența giroscopului optic asupra mecanicii se datorează:

  1. costuri de producție semnificativ mai mici;
  2. cerințe de întreținere reduse;
  3. fiabilitate mai mare;
  4. greutate mai mică.

Aspectul lor a fost cu siguranță stimulat de nevoile aeronautice, însă aplicarea lor este deja prezentă în multe alte domenii de activitate.

Alte proiecte

linkuri externe

Metrologie Portal de metrologie : Accesați intrările Wikipedia care se ocupă de metrologie