Читальный зал -->  Наземные лазерные дальномеры 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 [ 20 ] 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

Рис. 23. Схема-экспериментальной установки Майкельсона

на приёмное устройство приходили две световые волны и они складывались, т. е. давали интерференционную картину, представляющую собой чередование черно-белых полос. Характер этой картины зависел от сдвига фаз этих волн. Для света относительный- сдвиг фаз лучей в данной точке зависит от начального состояния лучей, от;частоты колебаний и от разности путей для этих двух лучей до данной точки. Так как для всего поля наблюдения разность хода различна, то в различных местах прля. происходит либо взаимное ослабление, либо взаим-HQe усиление складывающихся лучей света. Полосы эти четко наблюдаются на матовом стекле. При неподвижной системе эти полосы стоят неподвижно. Если теперь всю систему зеркал, источник света и наблюдательную систему привести во вращение по часовой стрелке, то путь луча А до наблюдательного прибора увеличится (за время распространения света наблюдательный прибор как бы убегает от него), а путь луча Б уменьшается (наблюдательный прибор набегает на второй луч). Поэтому положение интерференционных полос в поле зрения наблюдательного прибора должно измениться, полосы сместятся. Увеличим скорость вращения, полосы сместятся на еще большую величину. По этому смещению можно судить о скорости поворота системы. Майкельсон не мог остановить Землю с тем, чтобы получить начальную точку отсчета. Поэтому он и ввел дополнительный контур. Промежуточные зеркала позволяли включать в работу то один контур, то другой, для этого нужно было отбросить зеркала. Источником света служила узкая щель, и если изображения источника, получающиеся при обходе двух контуров, точно совпадали бы друг с другом, то, если бы не сказывалось вращение, должны были бы совпадать и системы полос. При длине волны 0,57 мкм эффект вращения Земли на широте 41 °40 должен был вы-

Зеркало

Зеркалр

Зеркало

Зеркало

Лазер

Осциллограф

Рис. 24. Схема лазерного ДУС

звать смешение, равное 0,236 полосы. Наблюдаемое смещение составило 0,230 полосы. Для проведения этого уникального эксперимента Майкельсон вынужден был использовать контур значительной площади - 60X33 м. Свет проходил по трубам, из которых был выкачан воздух.

Сдвиг интерференционных полос определялся по формуле

> .

где AN - сдвиг интерференционной полосы в долях полосы, S - площадь светового контура; Q - угловая скорость вpaщeJHИя Земли, К - длина волны света.

С появлением лазеров родилась идея поставить вместо источника излучения лазер внутри контура. Это сразу сулило ряд технических достоинств. Во-первых, резко сократились размеры контура из-за того, что в кольцевом лазере оба луча многократно обегают окружность и имеет место накопление фазового сдвига. Во-вторых, лучи не ослабляются в среде, как это было в эксперименте А. Майкельсона, а усиливаются за счет получения энергии от активного вещества. Схема лазерного датчика угловой скорости показана на рис. 24. Видно, что в кон-

туре циркулируют два луча навстречу друг другу. Они приходят на приемник излучения ФЭУ, перед которым расположена щель. Поскольку набег фазы происходит непрерывно, то интерференционная картина как бы бежит перед щелью. Это приводит к тому, что на экране осциллографа отображаются синусоидальные колебания. Зависимость частоты от скорости вращения носит линейный характер. Первый такой прибор, созданный в 1963 году, имел габариты 1,5X1,5 м. При испытаниях его вращали с угловыми скоростями от 2 до 600 град/мин, что приводило к частоте на выходе ФЭУ от 500 Гц до 150 кГц. Лазерный гироскоп более поздней конструкции [21] был изготовлен на монолитном основании и имел вид равностороннего треугольника. Зеркал в резонаторе было три и располагались они по вершинам. Через одно из зеркал сигнал подавался на фотоприемник. Внутренние полости заполнялись гелий-неоновой смесью. Такой прибор отличался тем, что имел очень жесткое исполнение, размеры его не более 25 см по одной из сторон, а время готовности к работе.всего 1...2 с. Поскольку поле тяготения Земли здесь не влияло (которое в роторных гироскопах приводит к трению в осях и к уходу), то уход его определялся стабильностью работы лазера и составлял всего несколько угловых секунд в сутки.

Сравнительные данные роторного и лазерного гироскопов даны в табл. 10.

Таблица 10

Характеристики лазерных и роторных гироскопов [7]

Наименование параметра

Лазерный

Роторный

Чувствительность

Время готовности к работе

Форма выходного сигнала

Чувствительность к линейному ускорению Уход гироскопа

!0- град/ч I ... 2 с

Цифровая

5 ... 6 угл. с/сутки

10-град/ч (для серийных)

3 ... 10 мин (на раскрутку ротора) Аналоговая

Есть (уход) О,! угл. мин/мин

Лазерные гироскопы находят применение в зарубежных устройствах измерительной техники, в системах нв

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 [ 20 ] 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.