Волоконные датчики вращения ВГ 091Б

Волоконные датчики вращения ВГ 091Б (ВГ 091Б-300,ВГ 091Б-500,ВГ 091Б-3000,ВГ 091Б-200Ш) предназначены для измерения угловой скорости и углов поворота объекта, на котором они установлены. Эти датчики, в которых разность фаз интерферирующих волн определяется внешним физическим эффектом. Хотя волоконно-оптические датчики вращения часто называют гироскопами, принцип их функционирование не имеет ничего общего с классическим гироскопическим эффектом, обусловленным силой Кориолиса.

Принцип работы

Работа волоконно-оптического датчика вращения основана на релятивистском эффекте Саньяка. Его корректная модель может быть построена только в рамках Общей Теории Относительности. На сегодняшний день оптические датчики вращения – это единственные исключительно релятивистские измерительные устройства. Если сравнивать движение фотонов в волноводе с движением электронов по проводам, то первые отличаются нечувствительностью к электромагнитным полям, что обуславливает значительно лучшую помехоустойчивость оптических измерительных устройств. Более того, используемое в датчике оптическое волокно, сохраняющее поляризацию излучения, устраняет эффекты вращения поля и обеспечивает исключительную стабильность и точность измерения угловой скорости. ВГ – семейство датчиков вращения прямого преобразования («open-loop» fiber optic gyro), выполненных по волоконно-оптической технологии. Каждый датчик содержит волоконно-оптический преобразователь «минимальной конфигурации» и элек- тронный блок, обрабатывающий аналоговые сигналы и управляющий активными компонентами преобразователя. ВГ – это надежный и прочный прибор, не требующий обслуживания в течение всего срока эксплуатации и хранения. Он обладает основным достоинством оптических измерительных технологий – высокой точностью, сопровождаемой высокой устойчивостью к электромагнитным помехам, механическим и температурным возмущениям.

Исполнение

Датчик ВГ 091Б изготавливается по специализированной конвейерной (in-line) технологии. В основе технологии - тонкое волокно с особым набором оптических и механических параметров. Волокно сохраняет световодные свойства даже при значительных упругих и пластических деформациях, что позволяет формировать различные оптические компоненты непосредственно на волокне путем изменения формы при высокой температуре. Последовательное изготовление компонентов интерферометра (после намотки основного контура) вдоль одного отрезка волокна делает их естественно соединенными между собой и исключает операции стыкового соединения. Специализированное технологическое оборудование использует процесс «сплавления» волокон при изготовлении первого и второго ответвителей интерферометра, аналогичный процесс утончения участка волокна является стадией изготовления поляризатора. Излучательный модуль – это соединение п/п кристалла светодиода с торцом волокна, выполненное в виде паяного соединения двух медных блоков, на одном из которых установлен кристалл, на другом - закреплено волокно. Пайка осуществляется низкотемпературным припоем после юстировки взаимного расположения блоков. Произведенные в «сплавной» технологии компоненты отличаются долговечностью и высокой устойчивстью к механическим и тепловым воздействиям. Их установка в корпус датчика и покрытие защитным силиконовым гелем завершает изготовление преобразователя. Полностью датчик собирается после установки и настройки электронного блока. Особенностью технологии являются минимальное количество операций (намотка, термообработка) и малое количество пер- вичных компонентов (волокно, СЛД). Эти факторы сокращают время изготовления датчика и позволяют поддерживать современные стандарты качества ИСО9000-9003.

Точностные и эксплуатационные характеристики датчика определяются его конструкцией и используемыми комплектующими и материалами. Покупные материалы и компоненты проходят входной контроль на соответствие основным параметрам. При изготовлении компонентов их характеристики автоматически регистрируются и контролируются на соответствие функциональным критериям. Сборочно-установочные операции контролируются визуально. Соответствие полностью изготовленного датчика спецификации подтверждается проверкой функционирования в нормальных условиях и измерением паспортных параметров (ток потребления и масштабный коэффициент). Стабильность датчика дополнительно проверяется 24-часовой наработкой. В некоторых случаях проводится проверка функционирования в рабочем диапазоне температур.

Производится по специализированной патентованной технологии, в которой все компоненты преобразователя изготавливаются на цельном отрезке оптиче- ского волокна. Блок электроники выполнен в технологии поверхностного монтажа. Датчики выпускаются в аналоговой и цифровой (Д) версии. Д-версия это аналоговый датчик, дополненный АЦП и драйвером порта RS232.