Giróscopo làser d'anell
Un giróscopo làser d'anell (en anglés, ring laser gyroscope, RLG ) consta d'un anell a on un làser en dos modos de propagació quantificables ho recorren per a detectar la seua rotació. Opera aprofitant el principi del efecte de Sagnac, segons el qual l'estat intern del patró ondulatorio del làser es modifica en resposta a la rotació angular de l'anell. l'interferència entre els dos rajos quantificables que es propaguen en l'interior de l'anell, observada externament, reflectix els canvis en l'estat del seu patró ondulatorio, i per lo tant, la seua rotació. Per mig de giróscopos làsers es pot medir inclús la rotació terrestre.[1]
Descripció
[editar | editar còdic]El primer anelle giroscopi làser experimental va ser mostrat en els EE. UU. per Macek i Davis en 1963.[2] Companyies de tot lo món varen desenrollar posteriorment la tecnologia de l'anelle làser perfeccionant-ho. Moltes decenes de mils d'anells operen en sistemes de navegació inercial, establint una alta exactitut i fiabilitat (en una incertitut de 0.01°/hora, i en un temps entre fallos per damunt de les 60.000 hores).
.svg){kind=link}
Els giróscopos làser d'anell poden ser utilisats com a elements estables (en un grau de llibertat cada u) en un sistema de referència inercial. La ventaja d'utilisar-los és que no hi ha parts mòvils (llevat el chicotet motor necessari per a evitar el bloqueig del làser com se senyala més alvance), comparat en el giroscopi rotatori convencional. Açò significa que no hi ha cap fricció, lo que evita els problemes de deriva inherents als sistemes mecànics. Ademés, el dispositiu és compacte, llauger i virtualment indestructible, fent-ho molt apropiat per al seu us en aeronaus. A diferència d'un giroscopi mecànic, el dispositiu no resistix canvis en la seua orientació: per a funcionar correctament, el dispositiu deu mantindre's de manera que el pla de l'anell coincidixca sensiblement en el del tipo de gir que es vullga medir (deriva, inclinament o alabeo). (Vore ànguls de navegació)
Aplicacions contemporànees del giroscopi d'anell làser (RLG) inclouen la capacitat de sincronisar-se en un GPS per a millorar els Sistemes de Navegació Inercial en aeronaus militars, avions comercials, barcos i naus espacials. Estos sistemes híbrits INS/GPS han reemplaçat als seus homòlecs mecànics en més aplicacions. No obstant, en aplicacions en les que es requerix un grau d'exactitut extrem, se seguixen utilisant els giróscopos basats en dispositius mecànics.[3]
Principi de funcionament
[editar | editar còdic]Un cert índex de rotació induïx una diferència chicoteta entre el temps que utilisa la llum en recórrer l'anell en les dos direccions opostes d'acort en l'efecte Sagnac. Açò introduïx una separació minúscula entre les freqüències dels rajos de propagació quantificable, un desplaçament respecte al estat estacionario del patró ondulatorio dins de l'anell, i per lo tant apareix un patró de pulsació quan els dos rajos s'interferixen fòra de l'anell. Per lo tant, el canvi net d'este patró d'interferència, seguix la rotació del dispositiu en el pla de l'anell.
Estos dispositius, teòricament més precisos que els giroscopis mecànics, no obstant adolixen d'un defecte conegut, quan es poden bloquejar (problema de "lock-in") quan giren molt llentament. Quàn l'anell del làser pràcticament no gira, les freqüències dels dos modos làser que es propaguen en el seu interior són casi idèntiques. En este cas, pot donar-se un fenomen de realimentació entre abdós rajos, de modo que les ones es queden "enganchades" en una fase determinada, tancant la freqüència de cada raig a la de l'un atre la resposta a una rotació gradual.
Forçar una chicoteta distorsió en el sistema pot evitar gran part d'este problema. La cavitat làser de l'anell és rotada alternativament en el sentit de les agulles del rellonge i en el sentit contrari sobre el seu eix axial, utilisant un resort mecànic que funciona en la seua freqüència de resonància. Açò assegura que la velocitat angular del sistema normalment està llunt del llindar de bloqueig. Els índexs típics són de 400 Hz, en una velocitat màxima d'oscilació d'1 segon d'arc per segon. Esta solució no resol el problema del bloqueig completament, ya que cada volta que la direcció de rotació s'invertix, existix un curt interval de temps en el que l'índex de rotació s'anula, podent produir-se el bloqueig en estos instants. Si es manté una freqüència pura d'oscilació, estos menuts intervals de bloqueig es poden acumular. Açò s'ha solucionat afegint "soroll" a la vibració de 400 Hz.[4]
Vore també
[editar | editar còdic]Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Nature Photonics.17(12)
- 1023–1024.ISSN 1749-4893.doi:10.1038/s41566-023-01293-i.Consultat el 2023-12-04.
- ↑ Warren M. Macek and D. T. M. Davis, Jr. (1963) "Rotation rate sensing with traveling-wave ring lasers," Applied Physics Letters, vol. 2, pages 67–68.
- ↑ Peter M. Taylor - INS Test Engineer Honeywell, Inc.
- ↑ Knowing Machines, Donald MacKenzie, The MIT Press, (1991).
Referències
[editar | editar còdic]
- Este artícul conté una traducció derivada de «Giróscopo láser de anillo» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.