×
10.04.2015
216.013.4010

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области измерительной техники и касается способа измерения угловой скорости. Для определения угловой скорости формируют два пучка когерентного оптического излучения. Каждый из двух пучков дополнительно делят на два части. С помощью кольцевого интерферометра изменяют интенсивность и фазу только одной из частей каждого пучка. Ввод измерительных пучков в резонатор интерферометра осуществляют во взаимно противоположных направлениях. Прошедшую через интерферометр часть первого пучка и оставшуюся исходную часть того же пучка направляют на первый фотоприемник. Прошедшую через интерферометр часть второго пучка и оставшуюся исходную часть того же пучка направляют на второй фотоприемник. Угловую скорость определяют по величине разности собственных частот резонатора интерферометра для волн, обходящих его по взаимно противоположным направлениям. Технический результат заключается в обеспечении возможности определения угловой скорости при отсутствии потерь в резонаторе кольцевого интерферометра или при их компенсации. 3 ил.
Основные результаты: Способ определения угловой скорости путем формирования первого и второго пучков когерентного оптического излучения с управляемой частотой излучения, изменения параметров пучков с помощью кольцевого интерферометра, ввод измерительных пучков в резонатор кольцевого интерферометра во взаимно противоположных направлениях и их вывод осуществляют с помощью одной и той же петли оптической связи, с последующим направлением пучков на первый и второй фотоприемники соответственно, измерения интенсивности оптического излучения, направленного на фотоприемники, определения разности собственных частот резонатора кольцевого интерферометра для волн, обходящих его по взаимно противоположным направлениям, и определения угловой скорости по величине разности собственных частот, отличающийся тем, что дополнительно каждый исходный пучок делят на два пучка и с помощью кольцевого интерферометра изменяют параметры только одной из частей каждого исходного пучка, а на каждый фотоприемник направляют часть пучка, прошедшую через интерферометр и оставшуюся часть исходного пучка.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для измерения угловой скорости, использующим эффект Саньяка, и может быть использовано для измерения угловых скоростей движущихся объектов, например автомобилей, пешеходов и беспилотных летательных аппаратов.

Известен способ определения угловой скорости (патент US 5325174) путем формирования двух пучков когерентного оптического излучения П1 и П2 с управляемой частотой излучения, изменения параметров пучков с помощью кольцевого интерферометра, ввод измерительных пучков в резонатор которого во взаимно противоположных направлениях осуществляют с помощью одной петли оптической связи, а их вывод с помощью другой петли оптической связи, с последующим направлением пучков на фотоприемники ФП1 и ФП2 соответственно, измерения интенсивности оптического излучения, направленного на фотоприемники ФП1 и ФП2, определения разности собственных частот резонатора кольцевого интерферометра для волн, обходящих его по взаимно противоположным направлениям, пропорциональной угловой скорости кольцевого интерферометра и определения угловой скорости по величине разности собственных частот.

Недостатком такого способа определения угловой скорости является наличие дополнительной петли оптической связи для вывода измерительных пучков из резонатора кольцевого интерферометра.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому является способ определения угловой скорости (патент US 5141315) путем формирования двух пучков когерентного оптического излучения П1 и П2 с управляемой частотой излучения, изменения параметров пучков с помощью кольцевого интерферометра, ввод измерительных пучков в резонатор которого во взаимно противоположных направлениях и их вывод осуществляют с помощью одной и той же петли оптической связи, с последующим направлением пучков на фотоприемники ФП1 и ФП2 соответственно, измерения интенсивности оптического излучения, направленного на фотоприемники ФП1 и ФП2, определения разности собственных частот резонатора кольцевого интерферометра для волн, обходящих его по взаимно противоположным направлениям, пропорциональной угловой скорости кольцевого интерферометра и определения угловой скорости по величине разности собственных частот.

Недостатком такого способа измерения угловой скорости является невозможность определения угловой скорости при отсутствии потерь в резонаторе кольцевого интерферометра или при их компенсации, что обусловлено отсутствием зависимости интенсивности оптического излучения, направленного на фотоприемники ФП1 и ФП2, от его частоты при отсутствии потерь в резонаторе кольцевого интерферометра или при их компенсации.

Задачей, решаемой изобретением, является разработка способа определения угловой скорости, позволяющего определять ее при отсутствии потерь в резонаторе кольцевого интерферометра или при их компенсации.

Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом способе, также как и в известном, угловую скорость определяют путем формирования первого и второго пучков когерентного оптического излучения с управляемой частотой излучения, изменения параметров пучков с помощью кольцевого интерферометра, ввод измерительных пучков в резонатор кольцевого интерферометра во взаимно противоположных направлениях и их вывод осуществляют с помощью одной и той же петли оптической связи, с последующим направлением пучков на первый и второй фотоприемники соответственно, измерения интенсивности оптического излучения, направленного на фотоприемники, определения разности собственных частот резонатора кольцевого интерферометра для волн, обходящих его по взаимно противоположным направлениям, и определения угловой скорости по величине разности собственных частот. Но в отличие от известного в предлагаемом способе каждый исходный пучок делят на два пучка и с помощью кольцевого интерферометра изменяют параметры только одной из частей каждого исходного пучка, а на каждый фотоприемник направляют часть пучка, прошедшую через интерферометр и оставшуюся часть исходного пучка.

Достигаемым техническим результатом является возможность определения угловой скорости при отсутствии потерь в резонаторе кольцевого интерферометра или при их компенсации.

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг.1 представлена схема устройства, в основе работы которого лежит предложенный способ измерения угловой скорости,

на фиг.2 представлен график, иллюстрирующий зависимость интенсивности излучения падающего на фотоприемник 6 от его частоты,

на фиг.3 представлен график, иллюстрирующий зависимость интенсивности излучения, падающего на фотоприемник 8 от его частоты.

Рассмотрим предлагаемый способ на примере работы устройства его реализующего. Устройство схематично изображено на фиг.1. Оно состоит из лазера 7, оптических ответвителей 2, 5, 7 и 9, фазовых модуляторов 3 и 4, фотоприемников 6 и 8 и кольцевого интерферометра 10, соединенных между собой оптическими волноводами, и вычислительной системы 11. Оптические элементы рассматриваемого устройства могут быть выполнены в виде единой интегрально-оптической схемы. Использование технологии интегральной оптики позволяет уменьшить габаритные размеры и стоимость устройства. Лазер 1 является источником монохроматического когерентного излучения. В качестве лазера 1 может использоваться полупроводниковый лазер. Излучение лазера делится оптическим ответвителем 2 на два пучка П1 и П2. Оптимальным, с точки зрения точности определения угловой скорости, является деление лазерного излучения на два пучка равной интенсивности. В качестве ответвителя 2 может использоваться Y-образный ответвитель. Затем пучки П1 и П2 проходят через фазовые модуляторы 3 и 4 соответственно. Фазовые модуляторы изменяют частоту проходящих через них пучков. Управление фазовыми модуляторами осуществляется вычислительной системой 11. В данном устройстве происходит периодическое изменение частоты по линейному закону. В качестве фазовых модуляторов могут использоваться модуляторы, работающие на основе эффекта Поккельса. Полученные частотно модулированные пучки делят при помощи оптических ответвителей 5 и 7 соответственно. Пучок П1 делят на два пучка П11 и П12, а пучок П2 делят на два пучка П21 и П22. Оптимальным, с точки зрения точности определения угловой скорости, является деление пучков П1 и П2 на пучки равной интенсивности. В качестве ответвителей 5 и 7 могут использоваться Х-образные ответвители, состоящие из двух туннельно-связанных оптических волноводов (расположенных достаточно близко друг к другу, так что световая энергия перекачивается из одного в другой). Затем с помощью кольцевого интерферометра 10 изменяют параметры (интенсивность и фазу) пучков П11 и П21. Ввод измерительных пучков в резонатор этого интерферометра и их вывод осуществляют с помощью одной и той же петли оптической связи. Петля оптической связи может представляет собой направленный оптический ответвитель 9. Оптимальным, с точки зрения точности определения угловой скорости, является оптический ответвитель с коэффициентом в единицы процентов. На фотоприемник 6 направляют пучки П11 и П12, а на фотоприемник 8 пучки П21 и П22. В качестве фотоприемников могут использоваться PIN фотодиоды. Измеряют интенсивность оптического излучения, направленного на фотоприемники 6 и 8. Зависимость интенсивности оптического излучения, направленного на фотоприемники 6 и 8 (I6 и I8 соответственно), от его частоты наблюдается даже при отсутствии потерь в резонаторе кольцевого интерферометра или при их компенсации (см. фиг 2 и 3). Собственным частотам резонатора для волн, обходящих его по и против часовой стрелки (fm,cw и fm,ccw соответственно), соответствуют минимумы интенсивности оптического излучения (см. фиг 2 и 3). По минимумам сигналов с фотоприемников вычислительная система 11 определяет собственные частоты, а затем их разность Δf. Известно, что разность собственных частот резонатора кольцевого интерферометра пропорциональна его угловой скорости [Passive fiber-optic ring resonator for rotation sensing / R.E. Meyer, S. Ezekiel, D.W. Stowe and V.J. Tekippe // OPTICS LETTERS / Vol.8, No.12 / December 1983 / p.644]:

,

где А - площадь, охватываемая контуром резонатора, λ - длина волны, Р - периметр резонатора, Ω - угловая скорость. По величине разности собственных частот вычислительная система определяет угловую скорость.

Таким образом описание способа доказывает достижение технического результата - возможность определения угловой скорости при отсутствии потерь в резонаторе кольцевого интерферометра или при их компенсации.

Способ определения угловой скорости путем формирования первого и второго пучков когерентного оптического излучения с управляемой частотой излучения, изменения параметров пучков с помощью кольцевого интерферометра, ввод измерительных пучков в резонатор кольцевого интерферометра во взаимно противоположных направлениях и их вывод осуществляют с помощью одной и той же петли оптической связи, с последующим направлением пучков на первый и второй фотоприемники соответственно, измерения интенсивности оптического излучения, направленного на фотоприемники, определения разности собственных частот резонатора кольцевого интерферометра для волн, обходящих его по взаимно противоположным направлениям, и определения угловой скорости по величине разности собственных частот, отличающийся тем, что дополнительно каждый исходный пучок делят на два пучка и с помощью кольцевого интерферометра изменяют параметры только одной из частей каждого исходного пучка, а на каждый фотоприемник направляют часть пучка, прошедшую через интерферометр и оставшуюся часть исходного пучка.
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 34 items.
20.02.2013
№216.012.282c

Устройство для регулирования температуры

Устройство для регулирования температуры относится к технике автоматического регулирования. Техническим результатом является повышение точности регулирования за счет создания устройства для регулирования температуры, реализующего следящий режим регулирования на основе интегрированной обработки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475804
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.04.2013
№216.012.34a0

Способ определения траектории движения автономного транспортного средства в динамической среде

Изобретение относится к средствам определения траекторий движения транспортного средства в динамической среде. Техническим результатом является повышение эффективности перемещений транспортного средства в неизвестной среде с динамическими и статическими препятствиями. В способе в первом цикле...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479015
Дата охранного документа: 10.04.2013
27.06.2013
№216.012.4f47

Способ определения толщины слоя подкожного жира и электроимпедансный жиромер

Изобретение относится к медицине. При осуществлении способа к исследуемому участку тела прикладывают две пары установленных на фиксированном расстоянии L и жестко закрепленных на диэлектрическом несущем основании металлических электродов. Пропускают через электроды переменный измерительный ток...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485888
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.08.2013
№216.012.61f6

Способ распознавания изображений лиц и система для его осуществления

Способ распознавания изображений лиц и система для его осуществления могут быть использованы для распознавания изображений лиц в системах машинного зрения, биометрических системах контроля доступа и видеонаблюдений, интерактивных системах человек-компьютер и других системах. Техническим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490710
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.09.2013
№216.012.6904

Способ выделения периодических всплесков энергии в зашумленных сигналах

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено, в частности, для цифровой обработки массивов данных в реальном масштабе времени. Способ выделения периодических всплесков энергии в зашумленных сигналах заключается в том, что над сигналом осуществляется высокочастотная и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492531
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.01.2014
№216.012.934b

Способ обработки электрокардиосигнала

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к кардиотехнике. Устраняют дрейф изоэлектрической линии в записи электрокардиосигнала (ЭКС). Находят аппроксимацию наблюдаемой реализации электрокардиосигнала. Электрокардиосигнал разбивают на RR-интервалы и осуществляют синхронизацию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503401
Дата охранного документа: 10.01.2014
10.03.2014
№216.012.aa43

Способ получения газочувствительного материала на основе оксида цинка к парам ацетона

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано для изготовления полупроводниковых газовых сенсоров, предназначенных для детектирования паров ацетона в воздухе. Способ получения чувствительного к парам ацетона материала на основе оксида цинка согласно изобретению заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509302
Дата охранного документа: 10.03.2014
20.03.2014
№216.012.ac4d

Способ обработки поверхности изделий дуговым разрядом в вакууме

Изобретение относится к способу обработки поверхности изделий дуговым разрядом в вакууме для удаления загрязнений. Технический результат изобретения состоит в обеспечении надежной фиксации и управляемого характера перемещения катодных пятен по очищаемой поверхности. Инициируют на обрабатываемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509824
Дата охранного документа: 20.03.2014
20.04.2014
№216.012.bc4f

Устройство защиты от аварийной течи котла-утилизатора

Изобретение относится к способу защиты от аварийной течи котлов-утилизаторов в сернокислотных системах. Устройство защиты от аварийной течи котла-утилизатора в установке производства серной кислоты включает воздуходувку с блоком аварийной остановки двигателя, при этом оно дополнительно содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513935
Дата охранного документа: 20.04.2014
27.05.2014
№216.012.c97d

Устройство стабилизации изображения

Изобретение относится к устройствам стабилизации изображения в области телевидения и цифровой фотографии. Техническим результатом является уменьшение погрешности измерений смещения изображения. Результат достигается за счет использования в измерителе смещения коррелятора, реализующего функцию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517347
Дата охранного документа: 27.05.2014
Showing 1-10 of 35 items.
20.02.2013
№216.012.282c

Устройство для регулирования температуры

Устройство для регулирования температуры относится к технике автоматического регулирования. Техническим результатом является повышение точности регулирования за счет создания устройства для регулирования температуры, реализующего следящий режим регулирования на основе интегрированной обработки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475804
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.04.2013
№216.012.34a0

Способ определения траектории движения автономного транспортного средства в динамической среде

Изобретение относится к средствам определения траекторий движения транспортного средства в динамической среде. Техническим результатом является повышение эффективности перемещений транспортного средства в неизвестной среде с динамическими и статическими препятствиями. В способе в первом цикле...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479015
Дата охранного документа: 10.04.2013
27.06.2013
№216.012.4f47

Способ определения толщины слоя подкожного жира и электроимпедансный жиромер

Изобретение относится к медицине. При осуществлении способа к исследуемому участку тела прикладывают две пары установленных на фиксированном расстоянии L и жестко закрепленных на диэлектрическом несущем основании металлических электродов. Пропускают через электроды переменный измерительный ток...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485888
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.08.2013
№216.012.61f6

Способ распознавания изображений лиц и система для его осуществления

Способ распознавания изображений лиц и система для его осуществления могут быть использованы для распознавания изображений лиц в системах машинного зрения, биометрических системах контроля доступа и видеонаблюдений, интерактивных системах человек-компьютер и других системах. Техническим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490710
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.09.2013
№216.012.6904

Способ выделения периодических всплесков энергии в зашумленных сигналах

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено, в частности, для цифровой обработки массивов данных в реальном масштабе времени. Способ выделения периодических всплесков энергии в зашумленных сигналах заключается в том, что над сигналом осуществляется высокочастотная и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492531
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.01.2014
№216.012.934b

Способ обработки электрокардиосигнала

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к кардиотехнике. Устраняют дрейф изоэлектрической линии в записи электрокардиосигнала (ЭКС). Находят аппроксимацию наблюдаемой реализации электрокардиосигнала. Электрокардиосигнал разбивают на RR-интервалы и осуществляют синхронизацию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503401
Дата охранного документа: 10.01.2014
10.03.2014
№216.012.aa43

Способ получения газочувствительного материала на основе оксида цинка к парам ацетона

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано для изготовления полупроводниковых газовых сенсоров, предназначенных для детектирования паров ацетона в воздухе. Способ получения чувствительного к парам ацетона материала на основе оксида цинка согласно изобретению заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509302
Дата охранного документа: 10.03.2014
20.03.2014
№216.012.ac4d

Способ обработки поверхности изделий дуговым разрядом в вакууме

Изобретение относится к способу обработки поверхности изделий дуговым разрядом в вакууме для удаления загрязнений. Технический результат изобретения состоит в обеспечении надежной фиксации и управляемого характера перемещения катодных пятен по очищаемой поверхности. Инициируют на обрабатываемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509824
Дата охранного документа: 20.03.2014
20.04.2014
№216.012.bc4f

Устройство защиты от аварийной течи котла-утилизатора

Изобретение относится к способу защиты от аварийной течи котлов-утилизаторов в сернокислотных системах. Устройство защиты от аварийной течи котла-утилизатора в установке производства серной кислоты включает воздуходувку с блоком аварийной остановки двигателя, при этом оно дополнительно содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513935
Дата охранного документа: 20.04.2014
27.05.2014
№216.012.c97d

Устройство стабилизации изображения

Изобретение относится к устройствам стабилизации изображения в области телевидения и цифровой фотографии. Техническим результатом является уменьшение погрешности измерений смещения изображения. Результат достигается за счет использования в измерителе смещения коррелятора, реализующего функцию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517347
Дата охранного документа: 27.05.2014
+ добавить свой РИД