ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение

Как определить диапазон голоса - ваш вокал

Игровые автоматы с быстрым выводом

Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими

Целительная привычка

Как самому избавиться от обидчивости

Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам

Тренинг уверенности в себе

Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"

Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

Как научиться брать на себя ответственность

Зачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одежде

Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Как слышать голос Бога

Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)

Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Безопасность жизнедеятельности и охрана труда

Обоснование темы

1.1.Актуальность применения ВОГ

Актуальность применения реального высокочувствительного ВОГ обуславливается в первую очередь промышленной разработкой одномодового диэлектрического световода с малым затуханием. Именно конструирование ВОГ на таких световодах определяет уникальные свойства прибора. К этим свойст­вам относят:

- потенциально высокую чувствительность (точность) прибора, которая уже сейчас на экспериментальных макетах 0,1 град/ч и менее;

- малые габариты и массу конструкции, благодаря возможности создания ВОГ полностью на интегральных оптических схемах;

- невысокую стоимость производства и конструирования при массовом изго­товлении и относительную простоту технологии;

- ничтожное потребление энергии, что имеет немаловажное значение при ис­пользовании ВОГ на борту;

- большой динамический диапазон измеряемых угловых скоростей (в частно­сти, например, одним прибором можно измерять скорость поворота от I град/ч до 300 град/с)

- отсутствие вращающихся механических элементов (роторов) и подшипников, что повышает надежность и удешевляет их производство;

- практически мгновенную готовность к работе, поскольку не затрачивается время на раскрутку ротора;

- нечувствительность к большим линейным ускорениям и, следовательно, рабо­тоспособность в условиях высоких механических перегрузок;

- высокую помехоустойчивость, низкую чувствительность к мощным внешним электромагнитным воздействиям благодаря диэлектрической природе волокна;

- слабую подверженность проникающей гамма-нейтронной радиации, особенно в диапазоне 1,3 мкм.

Волоконный оптический гироскоп может быть применен в качестве жестко закрепленного на корпусе носителя чувствительного элемента (датчика) вращения в инерциальных системах управления и стабилизации. Механические гироскопыимеют так называемые гиромеханические ошибки, которые особен­но сильно проявляются при маневрировании носителя (самолета, ракеты, кос­мического аппарата). Эти ошибки еще более значительны, если инерциальная система управления конструируется с жестко закрепленными или «подвешен­ными» датчиками непосредственно к телу носителя. Перспектива использова­ния дешевого оптического датчика вращения, который способен работать без гиромеханических ошибок в инерциальной системе управления, есть еще одна причина высокой актуальности использования оптического гироскопа. Зарубежные авторы констатируют, что разработка конструкции ВОГ и доведение его до серийных образцов не простая задача. При разработке ВОГ ученые и инженеры сталкиваются с рядом трудностей, первая связана с техно­логией производства элементов ВОГ. В настоящее время еще мало хорошего одномодового волокна, сохраняющего направление поляризации; производство светоделителей, поляризаторов, фазовых и частотных модуляторов, простран­ственных фильтров, интегральных оптических схем находится на начальной стадии развития. Число разработанных специально для ВОГ излучателей и фо­тодетекторов ограничено. Вторую трудность связывают с тем, что при кажущейся простоте прибора и высокой чувствительности его к угловой скорости вращения он в то же время чрезвычайно чувствителен к очень малым внешним и внутренним возмущениям и нестабильностям, что приводит к паразитным дрейфам, т.е. к ухудшению точности прибора. К упомянутым возмущениям относятся температурные градиенты, акустические шумы и вибрации, флуктуации электрических и магнит­ных полей, оптические нелинейные эффекты флуктуации интенсивности и по­ляризации излучения, дробовые шумы в фотодетекторе, тепловые шумы в электронных цепях и др. Фирмами и разработчиками ВОГ обе эти задачи решаются. Совершенствуется технология производства элементов в ВОГ, теоретически и экспериментально исследуются физическая природа возмущений и нестабильностей, создаются и испытываются различные схемные варианты ВОГ с компенсацией этих возмущений, разрабатываются фундаментальные вопросы использования интеграль­ной оптики. Точность ВОГ уже сейчас близка к требуемым в инерциальных системах управления. В специальной научной и периодической литературе проблеме ВОГ уже опубликовано множество научных статей. Анализ этих статей свидетельствует о необходимости дальнейшего изучения этой проблемы и разработки новых способов улучшения качественных характеристик ВОГ.

Систематизация и обобщение узловых вопросов теории и практики соз­дания ВОГ также является важным этапом.

Конструкция ВОГ

2.1 Назначение и принцип действия ВОГ

Оптический гироскоп относится к классу приборов, в которых в замкнутом оптическом контуре распространяются встречно бегущие световые лучи. Принцип действия оптического гироскопа основан на “вихревом” эффекте Саньяка, открытым этим ученым в 1913 г. Сущность вихревого эффекта заключается в следующем. Если в замкнутом оптическом контуре в противоположных направлениях распространяются два световых луча, то при неподвижном контуре фазовые набеги обоих лучей, прошедших весь контур, будут одинако­выми. При вращении контура вокруг оси, нормальной к плоскости кон­тура, фазовые набеги лучей неодинаковы, а разность фаз лучей про­порциональна угловой скорости вращения контура. Для объяснения вихревого эффекта Саньяка разработаны три теории: кинематиче­ская, доплеровская и релятивистская . Наиболее простая из них - кинематическая, наиболее строгая - релятивистская, основанная на общей теории относительности. Рассмотрим вихревой эффект Сань­яка в рамках кинематической теории.

Рис 3. Кинематическая схема вихревого эффекта Саньяка.

В ВОГ для намотки чувствительного контура используют три вида волокна: многомодовое, одномодовое и одномодовое с устойчивой поляризацией.

Длина периметра контура определяется исходя из двух предпосылок:

• увеличение длины контура повышает точность системы в целом, так как величина невзаимного фазового сдвига пропорциональна длине волокна

• для более длинного контура в большей степени на работу системы оказывают влияние параметры затухания и нерегулярности волокна.

Обычно используются волокна длиной от 200 до 1500 м.

Диаметр катушки выбирается по критерию минимизации потерь в волокне на изгибах и с учетом габаритных размеров устройства. Типовое значение диаметра составляет от 6 до 40 см.

2.2 Конструкция ОБ ВОГ

Рис 4. Оптический блок ВОГ

Оптический блок состоит из:

1. Катушки волоконно-оптической

2. Модулятора

3. Модового фильтра

4. Корпуса

5. СВИ

Рис 5. Место сборки ОБ ВОГ

2.3 Характеристика ВОГ:

Волоконно-оптический гироскоп представляет собой интерферометр Саньяка, в котором круговой оптический контур заменен на катушку из длинного одномодового оптического волокна.

Основные достоинства таких гироскопов:

• отсутствие подвижных частей;

• простота конструкции;

• короткое время запуска;

• высокая чувствительность;

• высокая линейность характеристик;

• низкая потребляемая мощность;

• высокая надежность.

2.4 Расчет h-параметра ВОГ

1. Рассчитать параметр сохранения поляризации и найти необходимый результат.

2. Исходные данные:

U_max=7500B

U_min=4500B

L=1010м

U_ф=1,55B

3. Порядок работы:

h=

h— параметр сохранения поляризации, 1/м

L - длина волокна, указана на документе, м

Umax—max — измеренный сигнал, В

Umin—min — измеренный сигнал, В

Uф - значение фонового напряжения, В

Технологическая часть

3.1 Технологическая схема сборки ОБ ВОГ

3.2 Цель и содержание операций ТП

Технологический процесс сборки оптического блока

3.3 Технологическое оборудование и оснастка по ТП

1. Устройство сварочное Е321-0070 предназначено для сплавления входных/выходных концов ОВС ВОЭ путем создания высокотемператур­ной зоны в месте стыка с помощью электрической дуги.

2. Скамья анализа предназначена для анализа излучения на выходе ОВС ВОЭ.

3. Устройство для скола ОВС «СКОЛ-7» предназначено для получения плоского, перпендикулярного оси световедущей жилы скола торца световода.

Устройство нагревательное УН-1 предназначено для поддержания заданной температуры раствора для снятия покрытия.

4. Фотоактиватор LITEX 680А предназначен для отверждения нанесенного на участок световодов полимера (защита места сварки световодов).

5. Генератор сигналов низкочастотный ГН-123 служит для форми­рования синусоидального напряжения определенной частоты, подаваемого на элемент интегрально-оптический многофункциональный (МИОЭ).

6. Вольтметр универсальный цифровой B7-I6 предназначен для измерения электрических сигналов, поступающих от модуля фотоприем­ного.

7. Блок питания БЗ-405 служит источником питания СВИ.

8. Блок питания БЗ-515 обеспечивает двуполярным питающим напряжением усилитель модуля фотоприемного скамьи анализа.

9. Блок питания Б3-733.4 обеспечивает питающим напряжением усилитель фотоприемного модуля модуля обработки гироскопа.

10. Осциллограф С1-83 предназначен для контроля величины выходного сигнала ОБ.

11. Анализатор спектра СК4-58 предназначен для измерения частоты и уровней периодических сигналов.

12. Модуль фотоприемный предназначен для приема оптического сигнала и преобразование последнего в электрический.

3.4 Цифровой вольтметр GDM-8246

Вольтметр — это прибор, предназначенный для измерения напряжения или электродвижущей силы в электрических цепях. Вольтметр подключается к цепи параллельно нагрузке или источнику электроэнергии. Самым первым вольтметром в мире был так называемый "указатель электрической силы", созданный русским физиком Г.В. Рихманом. Принцип действия этого "указателя" применяется в современных электростатических вольтметрах.

Классификация вольтметров:

По принципу действия вольтметры подразделяются на:
- электромеханические вольтметры (электромагнитные, магнитоэлектрические, термоэлектрические, электростатические, электродинамические, выпрямительные).
- электронные вольтметры (цифровые и аналоговые).

По назначению бывают вольтметры:
- постоянного тока, переменного тока, фазочувствительные, селективные, импульсные и универсальные.

По способу применения и конструкции вольтметры подразделяют на:
- стационарные, переносные и щитовые.

Электромагнитные вольтметры наиболее просты, дешевы и удобны. Чаще всего их применяют в качестве стационарных на распределительных щитах предприятий промышленности и электростанций. К недостаткам таких вольтметров можно отнести потребление большого количества энергии и высокую индуктивность обмотки.

Магнитоэлектрические вольтметры обладают высокой точностью измерений и чувствительностью, однако их можно использовать только в цепях постоянного тока. В комплекте с полупроводниковым, термоэлектрическим или электронно-ламповым преобразователем переменного тока в постоянный их применяют и для измерений в цепях переменного тока. Такие вольтметры называют выпрямительными, термоэлектрическими и электронными и применяют в качестве лабораторных приборов.

Раньше еще широко применялись вольтметры индукционной и тепловой систем, но сейчас их производство прекращено из-за того, что они потребляли очень много энергии, а их показания зависели от температуры окружающей среды.

Современные вольтметры - это универсальные средства измерения, которые позволяют точно измерить не только напряжение, но и сопротивление, ток, емкость и другие характеристики электрических цепей.

Технические характеристики вольтметра универсального GDM-8246/RS:

Рис 6. Вольтметр GDM-8246

Специальная часть

4.1 Сравнительная характеристика ВОГ отечественного производства

Рис 7. Характеристика ВОГ

Рис 8.Характеристика чувствительного контура

Безопасность жизнедеятельности и охрана труда