JPH0610251Y2 - Rotation angle detector - Google Patents

Rotation angle detector

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JPH0610251Y2
JPH0610251Y2 JP1987013537U JP1353787U JPH0610251Y2 JP H0610251 Y2 JPH0610251 Y2 JP H0610251Y2 JP 1987013537 U JP1987013537 U JP 1987013537U JP 1353787 U JP1353787 U JP 1353787U JP H0610251 Y2 JPH0610251 Y2 JP H0610251Y2
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JP
Japan
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permanent magnet
ring laser
rotation angle
closed circuit
angle detector
Prior art date
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JP1987013537U
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Japanese (ja)
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JPS63122218U (en
Inventor
一三 小林
健一 田中
林  義彦
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Description

【考案の詳細な説明】 [考案の目的] (産業上の利用分野) この考案は、例えばディザーバイアス方式のリングレー
ザジャイロのディザー回転振動の検出モニタ等に用いら
れる回転角検出器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of Invention] (Industrial field of application) The present invention relates to a rotation angle detector used for, for example, a dither rotation vibration detection monitor of a dither bias type ring laser gyro.

(従来の技術) 一般に、リングレーザジャイロは、ロック−イン領域と
呼ばれる低回転速度域での不感帯を持っている。このロ
ック−イン領域を小さくするために、一定角速度をバイ
アスとして付加する方法、ファラデー素子を使用して両
回り光にバイアスを付加する方法等があるが、最も確実
に単純な構造でロック−イン領域を小さくできる方法と
してディザーバイアス法がある。このディザーバイアス
法によるリングレーザジャイロを第4図に示す。
(Prior Art) Generally, a ring laser gyro has a dead zone in a low rotation speed region called a lock-in region. In order to reduce the lock-in area, there are a method of applying a constant angular velocity as a bias, a method of applying a bias to both-direction light by using a Faraday element, and the like. There is a dither bias method as a method for reducing the area. A ring laser gyro by this dither bias method is shown in FIG.

第4図において、リングレーザブロック11は光閉回路12
及び複数個のミラー13を有している。この構成におい
て、光閉回路12面内に垂直な中心軸15回りにリングレー
ザブロック11及び光閉回路12を微小回転振動(ディザ
ー)させ、ロック−イン領域通過時間を短くして影響を
少なくするのがディザーバイアス法である。このとき、
図に示すようにリング状のリーフスプリング14をリング
レーザブロック11の中心に置き、圧電素子等で駆動し
て、リングレーザブロック11を共振させることが考えら
れている。すなわち、ディザー振動はリングレーザジャ
イロからの出力角速度パルスとして検出されるので、振
動の周波数とレベルがわかれば、電気回路的にフィルタ
等でディザー振動分を消去し、真の入力角速度を知るこ
とができる。
In FIG. 4, the ring laser block 11 is an optical closed circuit 12
And a plurality of mirrors 13. In this configuration, the ring laser block 11 and the light closing circuit 12 are slightly rotationally vibrated (dithered) around the central axis 15 perpendicular to the surface of the light closing circuit 12 to shorten the lock-in area passage time and reduce the influence. Is the dither bias method. At this time,
As shown in the figure, it is considered that the ring-shaped leaf spring 14 is placed at the center of the ring laser block 11 and driven by a piezoelectric element or the like to cause the ring laser block 11 to resonate. That is, since the dither vibration is detected as an output angular velocity pulse from the ring laser gyro, if the frequency and level of the vibration are known, the dither vibration component can be erased by a filter or the like in an electric circuit, and the true input angular velocity can be known. it can.

しかし、一般にフィルタでは処理速度が長くなり、実用
に適さない。また、リーフスプリング14、リングレーザ
ブロック11等を含んだ共振系では、組上がったものの共
振特性が一般にばらつき、さらに時間や環境によっても
共振特性が変化する等の問題がある。そのため、振動の
特性、ピーク、周波数、波形、位相等を正確にモニタす
ることが必要であり、そのことによりディザーバイアス
はリングレーザジャイロの角速度検出の精度に影響を与
えないようにしている。
However, a filter generally has a long processing speed and is not suitable for practical use. Further, in a resonance system including the leaf spring 14, the ring laser block 11 and the like, there are problems that the resonance characteristics of the assembled ones generally vary, and further the resonance characteristics change depending on time and environment. Therefore, it is necessary to accurately monitor the vibration characteristics, peaks, frequencies, waveforms, phases, etc., so that the dither bias does not affect the accuracy of angular velocity detection of the ring laser gyro.

(考案が解決しようとする問題点) 以上述べたように、ディザーバイアス法によるリングレ
ーザジャイロでは、正確なディザー振動のモニタが必要
であった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the ring laser gyro by the dither bias method, it is necessary to accurately monitor the dither vibration.

この考案は上記事情を考慮してなされたもので、光閉回
路に悪影響を及ぼすことなく、ディザー振動の正確な波
形をモニタすることのできる回転角検出器を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a rotation angle detector capable of monitoring an accurate waveform of dither vibration without adversely affecting an optical closed circuit.

[考案の構成] (問題点を解決するための手段) 上記目的の達成するためにこの考案は、光閉回路を配設
したリングレーザブロックを光閉回路面内の垂直な中心
軸回りに微小回転振動させてロック−イン領域通過時間
を短くするリングレーザジャイロに用いられ、その回転
振動による光閉回路の角度変化を電気的に検出する回転
角検出器において、前記リングレーザブロックの側部に
前記中心軸から離間して固定される永久磁石と、この永
久磁石と対向するように不動部に固定される巻線コイル
と、前記永久磁石の磁束が前記リングレーザブロック内
のレーザ光に影響しないようにその磁束を遮蔽するシー
ルド手段とを具備し、前記巻線コイルに発生する誘導起
電力を検出信号とするようにした。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a ring laser block in which an optical closed circuit is arranged in a small area around a vertical central axis in the optical closed circuit plane. A rotation angle detector that is used in a ring laser gyro that rotationally oscillates to shorten the lock-in area transit time, and that electrically detects the angle change of the optical closed circuit due to the rotational vibration. A permanent magnet fixed apart from the central axis, a winding coil fixed to a stationary portion so as to face the permanent magnet, and a magnetic flux of the permanent magnet does not affect the laser light in the ring laser block. Thus, the shield means for shielding the magnetic flux is provided, and the induced electromotive force generated in the winding coil is used as the detection signal.

(作用) 上記構成による回転角検出器は、永久磁石を回転中心軸
から離間してリングレーザブロックの側部に配置させ、
これに巻線コイルを対向配置させることで電磁コイル型
のセンサを構成して、微小振動によって巻線コイルに発
生する誘導起電力を検出信号として取り出すようにし、
さらに永久磁石の磁束をシールドすることで、レーザ光
に与える磁気光学的影響を小さくするようにしたもので
ある。
(Operation) In the rotation angle detector having the above configuration, the permanent magnet is arranged on the side portion of the ring laser block while being separated from the rotation center axis.
An electromagnetic coil type sensor is configured by arranging the winding coil facing this, and the induced electromotive force generated in the winding coil by minute vibration is taken out as a detection signal.
Further, the magnetic flux of the permanent magnet is shielded to reduce the magneto-optical effect on the laser light.

(実施例) 以下、第1図を参照してこの考案の一実施例を説明す
る。
(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

第1図は第4図に示したジャイロにこの考案を適用した
場合の構成を示すもので、前記リングレーザブロック11
の側部には支持具17を通じて棒状の永久磁石18が取付け
られている。この永久磁石18は円筒状の巻線コイル19中
に遊嵌されている。この巻線コイル19は支持具20を通じ
て不動部(例えばジャイロケース)21に固定されてい
る。
FIG. 1 shows the configuration when the present invention is applied to the gyro shown in FIG.
A rod-shaped permanent magnet 18 is attached to a side portion of the through a support 17. The permanent magnet 18 is loosely fitted in a cylindrical winding coil 19. The winding coil 19 is fixed to a non-moving part (for example, a gyro case) 21 through a support tool 20.

すなわち、支持具17によりリングレーザブロック11に固
定された永久磁石18は、リングレーザブロック11と共に
ディザー振動する。このディザー振動は回転振動である
が、その振幅は通常1分から5分と小さく、中心軸15よ
り離れた部分では直線振動に近似させてもその誤差は無
視できる程小さい。そこで、永久磁石18を巻線コイル19
の中で振動させる。すると、巻線コイル19近辺の磁界が
変化し、該コイル19に誘導起電力が発生する。この誘導
起電力は、本質的に永久磁石18の振動線速度、すなわち
ディザー振動の振動角速度に比例している。したがっ
て、出力電圧を90°位相シフトしたものは、リングレ
ーザブロック11のディザー振動回転角度を表わすことに
なる。
That is, the permanent magnet 18 fixed to the ring laser block 11 by the support 17 vibrates dither together with the ring laser block 11. Although this dither vibration is rotational vibration, its amplitude is usually as small as 1 to 5 minutes, and the error in the portion apart from the central axis 15 is so small that it can be ignored even if it is approximated to linear vibration. Therefore, the permanent magnet 18 is connected to the winding coil 19
Vibrate in. Then, the magnetic field near the winding coil 19 changes, and an induced electromotive force is generated in the coil 19. This induced electromotive force is essentially proportional to the vibration linear velocity of the permanent magnet 18, that is, the vibration angular velocity of dither vibration. Therefore, the output voltage 90 ° phase-shifted represents the dither vibration rotation angle of the ring laser block 11.

このような電磁コイル型のセンサは応答遅れもなく、ヒ
ステリシスもなく、さらに電気的なバイアスも必要とし
ないため、極めて精度良くディザー振動の特性をモニタ
することができる。また、出力の処理回路も簡便で、精
度の変化も少ない。振動する側には永久磁石18が取付く
ので、巻線コイル19を振動させるよりも構造的に剛で、
配線も楽である。尚、永久磁石18は永久磁石単体でもよ
いが、永久磁石と磁性体を組合わせたものであってもよ
い。
Since such an electromagnetic coil type sensor has no response delay, no hysteresis, and no electric bias, it is possible to monitor the characteristics of dither vibration with extremely high accuracy. Also, the output processing circuit is simple and the change in accuracy is small. Since the permanent magnet 18 is attached to the vibrating side, it is structurally more rigid than vibrating the winding coil 19,
Wiring is also easy. The permanent magnet 18 may be a permanent magnet alone, or may be a combination of a permanent magnet and a magnetic material.

第2図は第1図に示す装置にさらに改良を加えたものを
示しており、ここでは支持具22により磁石ケース23をリ
ングレーザブロック11に固定している。この磁石ケース
23は磁性体でできており、内部に突設される永久磁石18
からの磁束を磁石ケース23の外側に漏らさないシールド
効果を有するものである。これにより、リングレーザブ
ロック11内のレーザ光に与える磁気光学的影響を小さく
することができる。
FIG. 2 shows a further improvement of the device shown in FIG. 1, in which a magnet case 23 is fixed to the ring laser block 11 by a support 22. This magnet case
23 is made of a magnetic material, and is a permanent magnet 18 protruding inside.
It has a shielding effect that does not leak the magnetic flux from the outside of the magnet case 23. As a result, the magneto-optical effect on the laser light in the ring laser block 11 can be reduced.

第3図は第1図の装置の巻線コイル19側の改良したもの
を示しており、ここでは不動部21に固定した支持台24と
巻線コイル19を固定した支持具25を互いににスライド自
在となるように構成され、適当な位置で固定できるよう
に、かつ取外しも簡単にできるようになっている。これ
によって永久磁石18と巻線コイル19との位置調整や補修
時の着脱が容易となる。
FIG. 3 shows an improved version of the apparatus of FIG. 1 on the winding coil 19 side, in which a support base 24 fixed to the immovable portion 21 and a support 25 fixing the winding coil 19 are slid on each other. It is designed to be flexible and can be fixed in an appropriate position and easily removed. This facilitates the position adjustment of the permanent magnet 18 and the winding coil 19 and the attachment / detachment at the time of repair.

[考案の効果] 以上のようにこの考案によれば、光閉回路に悪影響を及
ぼすことなく、ディザー振動の正確な波形をモニタする
ことのできる回転角検出器を提供することができる。
[Effect of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to provide the rotation angle detector capable of monitoring the accurate waveform of the dither vibration without adversely affecting the optical closed circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの考案に係る回転角検出器の一実施例を示す
構成図、第2図及び第3図はそれぞれ第1図の装置を改
良した構成図、第4図は従来の回転角検出器の構成を示
す構成図である。 11……リングレーザブロック、12……光閉回路、13……
ミラー、14……リーフスプリング、15……中心軸、17,2
0,22,25……支持具、18……永久磁石、19……巻線コイ
ル、21……不動部、23……磁石ケース、24……支持台。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a rotation angle detector according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are configuration diagrams in which the apparatus of FIG. 1 is improved, and FIG. 4 is a conventional rotation angle detection device. It is a block diagram which shows the structure of a container. 11 …… Ring laser block, 12 …… Optical closed circuit, 13 ……
Mirror, 14 …… Leaf spring, 15 …… Center axis, 17,2
0,22,25 …… Supporting tool, 18 …… Permanent magnet, 19 …… Winding coil, 21 …… Fixed part, 23 …… Magnet case, 24 …… Supporting base.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】光閉回路を配設したリングレーザブロック
を光閉回路面内の垂直な中心軸回りに微小回転振動させ
てロック−イン領域通過時間を短くするリングレーザジ
ャイロに用いられ、その回転振動による光閉回路の角度
変化を電気的に検出する回転角検出器において、 前記リングレーザブロックの側部に前記中心軸から離間
して固定される永久磁石と、 この永久磁石と対向するように不動部に固定される巻線
コイルと、 前記永久磁石の磁束が前記リングレーザブロック内のレ
ーザ光に影響しないようにその磁束を遮蔽するシールド
手段とを具備し、 前記巻線コイルに発生する誘導起電力を検出信号とする
回転角検出器。
1. A ring laser gyro for shortening a lock-in area transit time by vibrating a ring laser block provided with an optical closed circuit by a minute rotational oscillation around a vertical central axis in the surface of the optical closed circuit. In a rotation angle detector that electrically detects an angle change of an optical closed circuit due to rotation vibration, a permanent magnet fixed to a side portion of the ring laser block away from the central axis, and a permanent magnet facing the permanent magnet. A winding coil fixed to an immovable portion, and a shield means for shielding the magnetic flux of the permanent magnet so that the magnetic flux of the permanent magnet does not affect the laser light in the ring laser block. A rotation angle detector that uses induced electromotive force as a detection signal.
JP1987013537U 1987-01-31 1987-01-31 Rotation angle detector Expired - Lifetime JPH0610251Y2 (en)

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