Research Article
BibTex RIS Cite

Açık çevrim fiberoptik jiroskoplar ile açısal hız ölçümünde harmonik analize dayalı yeni bir yaklaşım

Year 2019, Volume: 34 Issue: 1, 339 - 350, 26.03.2019
https://doi.org/10.17341/gazimmfd.416497

Abstract

Bu çalışmada, dönen nesnelerin açısal dönme hızını hassas olarak ölçebilmek için düşük maliyetli bir açık çevrim fiberoptik jiroskop tasarımı önerilmiştir. Jiroskop çıkışında üretilen işaretin harmonik analizi yapılarak açısal dönü hızını yüksek doğrulukta ilişkilendiren yeni bir model sunulmuştur. Modelin analizi ve testi, Matlab yazılım ortamında benzetimlerle gerçekleştirilmiştir. Önerilen modelin geçerliliğini doğrulamak ve gerçek zamanlı ölçümler almak için deneysel çalışmalar da yürütülmüştür. Sayısal ve deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlar karşılaştırılmış ve birbirleriyle örtüşen jiroskop karakteristikleri gözlenmiştir. 

References

  • Vali V,, Shorthill R.W, Fiber ring interferometer. Appl. Opt., 15 (5) 1099-1100, 1976.
  • Huang S., Toyama K., Kim BY., Shaw H.J., Lock-in reduction technique for fiber-optic ring laser gyros, Opt. Lett, 18 (7), 555-557, 1993.
  • Huang S., Nicati P.A., Toyama K., Kim BY., Shaw H.J., Synthetic heterodyne detection in a fiber-optic ring-laser gyro’, Opt. Lett., 18 (1), 81-83, 1993.
  • Ebberg A., Schiffner G., Closed-loop fiber-optic gyroscope with a sawtooth phase-modulated feedback’, Opt. Lett., 10 (6), 300-302, 1985.
  • Yah Y., Kim D.I., Kim B.Y., New Digital Closed-Loop Processor for a Fiber-Optic Gyroscope, IEEE Photonics Technol. Lett., 11 (3), 361-363, 1999.
  • Çelikel O., San S., Construction of all digital closed-loop interferometric fiber optic gyroscope with erbium doped fiber amplifier", Indian Journal of Pure and Applied Physics, 47 (7), 491-500, 2009.
  • Gronau Y., Tur M., Digital signal processing for an open loop fiber optic gyroscope, Appl. Opt., 34 (25), 5849-5853, 1991.
  • Liaw C.Y., Zhou Y., Lam Y.L., Characterization of an open-loop interferometric fiber-optic gyroscope with the Sagnac coil closed by an erbium-doped fiber amplifier, J. Lightwave Technol., 16 (12), 2385-2392, 1998.
  • Zhang Y., Guo Y., Li C., Wang Y., Wang Z., A new open-loop fiber optic gyro error compensation method based on angular velocity error modeling, Sensors, 15 (3), 4899–4912, 2015.
  • Annovazzi-Lodi V., Merlo S., Mechanical-Thermal Noise in micromachined Gyros, Microelectron. J., 30 (12), 1227-1230, 1999.
  • Guillen-Torres M. A., Feasibility of Optical Gyroscopic Sensors in Silicon-On-Insulator Technology, Doktora Tezi, The University of British Columbia, The Faculty of Graduate and Postdoctoral Studies, 2015.
  • Emge, S., Bennett, S. Dyott, R. Brunner, J., Allen, D., Reduced minimum configuration fiber optic gyro for land navigation applications, Fiber Integr. Opt., 16, 427-437, 1997.
  • Sun Q.D., Zhu Z.H., Larouche B.P., FPGA-based hardware design of closed loop control for fiber optic gyroscope, J. Theor. Adv. Technol., 51 (1), 121-128, 2013.
  • Yahalom R., Moslehi B., Oblea L., Sotoudeh V., Ha J.C., Low-cost, compact fiber-optic gyroscope for super-stable line-of-sight stabilization, Proc. IEEE Position Location and Navigation Symp., 180-186, CA, USA, 4-6 May 2010.
  • Şenyürek V.Y., Varol H.S, Low cost fiber optic angular velocity sensor, ELECO`2007 5th Int. Conf. Elect. Electron. Eng. Bursa, 1-4, 2007.
  • Medjadba, H., si Mohamed L.M., Low cost technique for improving open loop fiber optic gyroscope scale factor linearity, IEEE Conf. Inf. Commun. Technol., 2057-2060, Damascus, Syria, 2006.
  • Jin Z., Yu X., Ma H., Closed-loop resonant fiber optic gyro with an improved digital serrodyne modulation, Opt. Exp., 21 (2), 26578-26588, 2013.
  • Zhang Y.S., Wang Y.Y., Yang T., Yin R., Fang J.C., Dynamic angular velocity modeling and error compensation of one-fiber fiber optic gyroscope (OFFOG) in the whole temperature range. Meas. Sci. Technol., 23 (2), 1-6, 2012.
  • Rajulapati R.M., Nayak J., Modeling and simulation of signal processing for a closed loop fiber optic gyro’s using FPGA”, Int. J. Eng. Sci & Techn., 4 (3), 947-959, 2012.
  • W de. Silva C., Sensor Systems: Fundamentals and applications, CRC press, Taylor & Francis Group, 2016.
  • Cuccato D., Beghi A., Belfi J., Beverini N., Ortolan A., Virgilio A.D, Controlling the nonlinear intracavity dynamics of large He-Ne laser gyroscopes, Metrologia, 51 (1), 97-107, 2014.
  • Xin Y., Dong X., Meng Q., Qi F., Zhao C.L., Alcohol-filled side-hole fiber Sagnac interferometer for temperature measurement, Sens. Actuators A Phys, 193, 182-185, 2013.
Year 2019, Volume: 34 Issue: 1, 339 - 350, 26.03.2019
https://doi.org/10.17341/gazimmfd.416497

Abstract

References

  • Vali V,, Shorthill R.W, Fiber ring interferometer. Appl. Opt., 15 (5) 1099-1100, 1976.
  • Huang S., Toyama K., Kim BY., Shaw H.J., Lock-in reduction technique for fiber-optic ring laser gyros, Opt. Lett, 18 (7), 555-557, 1993.
  • Huang S., Nicati P.A., Toyama K., Kim BY., Shaw H.J., Synthetic heterodyne detection in a fiber-optic ring-laser gyro’, Opt. Lett., 18 (1), 81-83, 1993.
  • Ebberg A., Schiffner G., Closed-loop fiber-optic gyroscope with a sawtooth phase-modulated feedback’, Opt. Lett., 10 (6), 300-302, 1985.
  • Yah Y., Kim D.I., Kim B.Y., New Digital Closed-Loop Processor for a Fiber-Optic Gyroscope, IEEE Photonics Technol. Lett., 11 (3), 361-363, 1999.
  • Çelikel O., San S., Construction of all digital closed-loop interferometric fiber optic gyroscope with erbium doped fiber amplifier", Indian Journal of Pure and Applied Physics, 47 (7), 491-500, 2009.
  • Gronau Y., Tur M., Digital signal processing for an open loop fiber optic gyroscope, Appl. Opt., 34 (25), 5849-5853, 1991.
  • Liaw C.Y., Zhou Y., Lam Y.L., Characterization of an open-loop interferometric fiber-optic gyroscope with the Sagnac coil closed by an erbium-doped fiber amplifier, J. Lightwave Technol., 16 (12), 2385-2392, 1998.
  • Zhang Y., Guo Y., Li C., Wang Y., Wang Z., A new open-loop fiber optic gyro error compensation method based on angular velocity error modeling, Sensors, 15 (3), 4899–4912, 2015.
  • Annovazzi-Lodi V., Merlo S., Mechanical-Thermal Noise in micromachined Gyros, Microelectron. J., 30 (12), 1227-1230, 1999.
  • Guillen-Torres M. A., Feasibility of Optical Gyroscopic Sensors in Silicon-On-Insulator Technology, Doktora Tezi, The University of British Columbia, The Faculty of Graduate and Postdoctoral Studies, 2015.
  • Emge, S., Bennett, S. Dyott, R. Brunner, J., Allen, D., Reduced minimum configuration fiber optic gyro for land navigation applications, Fiber Integr. Opt., 16, 427-437, 1997.
  • Sun Q.D., Zhu Z.H., Larouche B.P., FPGA-based hardware design of closed loop control for fiber optic gyroscope, J. Theor. Adv. Technol., 51 (1), 121-128, 2013.
  • Yahalom R., Moslehi B., Oblea L., Sotoudeh V., Ha J.C., Low-cost, compact fiber-optic gyroscope for super-stable line-of-sight stabilization, Proc. IEEE Position Location and Navigation Symp., 180-186, CA, USA, 4-6 May 2010.
  • Şenyürek V.Y., Varol H.S, Low cost fiber optic angular velocity sensor, ELECO`2007 5th Int. Conf. Elect. Electron. Eng. Bursa, 1-4, 2007.
  • Medjadba, H., si Mohamed L.M., Low cost technique for improving open loop fiber optic gyroscope scale factor linearity, IEEE Conf. Inf. Commun. Technol., 2057-2060, Damascus, Syria, 2006.
  • Jin Z., Yu X., Ma H., Closed-loop resonant fiber optic gyro with an improved digital serrodyne modulation, Opt. Exp., 21 (2), 26578-26588, 2013.
  • Zhang Y.S., Wang Y.Y., Yang T., Yin R., Fang J.C., Dynamic angular velocity modeling and error compensation of one-fiber fiber optic gyroscope (OFFOG) in the whole temperature range. Meas. Sci. Technol., 23 (2), 1-6, 2012.
  • Rajulapati R.M., Nayak J., Modeling and simulation of signal processing for a closed loop fiber optic gyro’s using FPGA”, Int. J. Eng. Sci & Techn., 4 (3), 947-959, 2012.
  • W de. Silva C., Sensor Systems: Fundamentals and applications, CRC press, Taylor & Francis Group, 2016.
  • Cuccato D., Beghi A., Belfi J., Beverini N., Ortolan A., Virgilio A.D, Controlling the nonlinear intracavity dynamics of large He-Ne laser gyroscopes, Metrologia, 51 (1), 97-107, 2014.
  • Xin Y., Dong X., Meng Q., Qi F., Zhao C.L., Alcohol-filled side-hole fiber Sagnac interferometer for temperature measurement, Sens. Actuators A Phys, 193, 182-185, 2013.
There are 22 citations in total.

Details

Primary Language Turkish
Subjects Engineering
Journal Section Makaleler
Authors

İsa Navruz

Fikret Arı

Kaan Yücel This is me

Fatma Kübra Çetinkaya This is me

Publication Date March 26, 2019
Submission Date June 23, 2017
Acceptance Date December 17, 17
Published in Issue Year 2019 Volume: 34 Issue: 1

Cite

APA Navruz, İ., Arı, F., Yücel, K., Çetinkaya, F. K. (2019). Açık çevrim fiberoptik jiroskoplar ile açısal hız ölçümünde harmonik analize dayalı yeni bir yaklaşım. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 34(1), 339-350. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.416497
AMA Navruz İ, Arı F, Yücel K, Çetinkaya FK. Açık çevrim fiberoptik jiroskoplar ile açısal hız ölçümünde harmonik analize dayalı yeni bir yaklaşım. GUMMFD. March 2019;34(1):339-350. doi:10.17341/gazimmfd.416497
Chicago Navruz, İsa, Fikret Arı, Kaan Yücel, and Fatma Kübra Çetinkaya. “Açık çevrim Fiberoptik Jiroskoplar Ile açısal hız ölçümünde Harmonik Analize Dayalı Yeni Bir yaklaşım”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 34, no. 1 (March 2019): 339-50. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.416497.
EndNote Navruz İ, Arı F, Yücel K, Çetinkaya FK (March 1, 2019) Açık çevrim fiberoptik jiroskoplar ile açısal hız ölçümünde harmonik analize dayalı yeni bir yaklaşım. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 34 1 339–350.
IEEE İ. Navruz, F. Arı, K. Yücel, and F. K. Çetinkaya, “Açık çevrim fiberoptik jiroskoplar ile açısal hız ölçümünde harmonik analize dayalı yeni bir yaklaşım”, GUMMFD, vol. 34, no. 1, pp. 339–350, 2019, doi: 10.17341/gazimmfd.416497.
ISNAD Navruz, İsa et al. “Açık çevrim Fiberoptik Jiroskoplar Ile açısal hız ölçümünde Harmonik Analize Dayalı Yeni Bir yaklaşım”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 34/1 (March 2019), 339-350. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.416497.
JAMA Navruz İ, Arı F, Yücel K, Çetinkaya FK. Açık çevrim fiberoptik jiroskoplar ile açısal hız ölçümünde harmonik analize dayalı yeni bir yaklaşım. GUMMFD. 2019;34:339–350.
MLA Navruz, İsa et al. “Açık çevrim Fiberoptik Jiroskoplar Ile açısal hız ölçümünde Harmonik Analize Dayalı Yeni Bir yaklaşım”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol. 34, no. 1, 2019, pp. 339-50, doi:10.17341/gazimmfd.416497.
Vancouver Navruz İ, Arı F, Yücel K, Çetinkaya FK. Açık çevrim fiberoptik jiroskoplar ile açısal hız ölçümünde harmonik analize dayalı yeni bir yaklaşım. GUMMFD. 2019;34(1):339-50.