Orientador : Oseas Valente de Avilez Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-29T02:11:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_JoseCarlosJulianode_D.pdf: 808594 bytes, checksum: 9c4b8b693f94ec0e6d0e0787bedaf6f6 (MD5) Previous issue date: 2001 / Doutorado

Orientador: Elnatan Chagas Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica de de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T09:49:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Watanabe_RodrigoHorikawa_M.pdf: 3063258 bytes, checksum: be7be3e3a64afd0f71a2a09a1c4642f4 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Os girômetros a fibra óptica são partes importantes de um sistema de navegação inercial. Para atingir as especificações necessárias para aplicações em sistemas inerciais, é indispensável que o demodulador eletrônico do sinal de Sagnac seja construído com componentes eletrônicos do estado da arte.A proposta deste trabalho é realizar o estudo e o desenvolvimento de uma técnica de compensação da deriva de temperatura no circuito eletrônico do girômetro, afim de melhorar a performance do mesmo. Para emulação do circuito óptico, foi desenvolvido um software em LabVIEW. O software controla um gerador de onda arbitrarias e calcula a saída do fotodiodo através da formulação teórica. Os resultados da emulação quando comparados com os valores teóricos do sinal de Sagnac apresentaram um erro de apenas §0; 02%. Foi desenvolvido também um sistema de calibração que utiliza a técnica look-up-table para compensação da deriva térmica, estabilidade do fator de escala e para linearização do circuito de condicionamento de sinais. Os resultados obtidos com as compensações se mostraram bastante importantes, melhorando a deriva do bias de 0; 15±=h para 0; 065±=h em uma faixa de temperatura de 35±C à 75±C; estabilidade do ganho de §1000ppm para §175ppm em uma faixa de temperatura 35±C à 75±C e a linearidade da resposta do circuito eletrônico de 3% para 0; 03%. / Abstract: Fiber Optic gyroscopes are an important part of inertial navigation systems. To meet the necessary specifications required for application in inertial systems, it is mandatory that the electronic Sagnac demodulator uses state of the art devices. The proposal of this work is to study and develop a technique to correct all together for the nonlinearities, the bias drift and scale factor stability, found in gyroscope electronic circuits, in order to improve the gyroscope performance. An optical circuit emulator, was developed using a software written in LabVIEW. The software controls an arbitrary wave generator and calculate the optical circuit output signal using a theoretical formulation. The results of the emulated signal are compared with theoretical values of a Sagnac interferometer and presents only §0; 02% difference error. It was developed a new calibration system that uses look-up-table technique to compensate for the thermal drift and correct the circuit non-linearities. This correction technique improves bias drift from 0; 15±=h to 0; 065±=h, for the temperature range 35±C to 75±C; scale factor stability from §1000ppm to §175ppm, for the temperature range 35±C to 75±C and linearity from 3% to 0; 03%. / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Elnatan Chagas Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T07:34:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Spengler_AndersonWedderhoff_D.pdf: 6948072 bytes, checksum: 5751258b2120091b7b942e5664da4fb2 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: São apresentadas neste trabalho novas técnicas de condicionamento e processamento de sinais para girômetros interferométricos a fibra óptica (IFOG) em malha fechada óptica para sistemas de navegação inercial. Uma nova técnica de condicionamento do sinal do girômetro foi desenvolvida com o objetivo de minimização do offset da medida. As técnicas de modulações mais usadas na configuração de malha fechada óptica foram comparadas através de simulações e implementações físicas indicando algumas contribuições para melhoria delas. Uma nova técnica de modulação foi desenvolvida, com quatro níveis e seis fases. Os detalhes da montagem final são mostrados, enfatizando os pontos críticos da implementação, como os filtros utilizados no condicionamento do sinal e os componentes eletrônicos utilizados na geração do sinal de realimentação. Um girômetro foi desenvolvido utilizando a eletrônica apresentada neste trabalho e a parte óptica feita pela Optsensys. Ele apresentou deriva de aproximadamente a 0,01°/h e estabilidade do fator de escala na ordem de 10 ppm, valores compatíveis com girômetros da classe inercial. O angle random walk deste girômetro foi 0,0022°??hr, superior ao indicado para a classe inercial / Abstract: In this work are presented new techniques for signal conditioning and processing for inter-ferometric fiber optic gyrometers (IFOG) with optical closed-loop for inertial navigation systems. A new conditioning technique for the gyro signal was developed in order to reduce the offset. The most commonly used modulation techniques were compared through simulations and im-plementations indicating some improvements. A new modulation technique was developed, with four levels and six phases. Details of the final assembly are shown, emphasizing the critical points of implementation, such as the filters used in signal conditioning and electronic components used in the generation of the feedback signal. A gyro was developed using shown electronics and an optical made by Optsensys. It achieved a bias instability of approximately 0.01 °/ h and scale factor stability on the order of 10 ppm, consistent with the inertial class specifications. The gyro¿s angle random walk was 0.0022 °/?hr, this value is higher than that indicated for the inertial class / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Elnatan Chagas Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-13T16:12:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_AlecioPontes_M.pdf: 6269465 bytes, checksum: 0d2b04f6049ffb1685b947932894c75d (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Giroscópios são dispositivos usados para medir rotação angular, sendo extensivamente empregados em sistemas de guiamento, navegação e estabilização. Entre os diversos tipos de giroscópios, o IFOG (Giroscópio Interferométrico a Fibra Óptica) baseado no efeito de Sagnac é uma das soluções mais interessante, dada sua alta sensibilidade, resolução, ausência de partes móveis, confiabilidade, tamanho compacto e imunidade a interferências eletromagnéticas. Este trabalho descreve a implementação de um circuito digital de demodulação para IFOGs operando em malha aberta utilizando a técnica de zero-crossing (cruzamento em zero). A técnica implementada no circuito eletrônico descrito neste trabalho emprega um clock quase-síncrono para processamento, o que leva a um esquema de demodulação digital preciso, simples e de baixo custo. O circuito de demodulação proposto foi testado em laboratório, utilizando um sinal de giroscópio emulado. Os resultados experimentais medidos no protótipo mostraram que a resolução final do circuito de detecção é 1000 vezes melhor que a resolução possível de se alcançar em um demodulador zero-crossing digital convencional com clock síncrono / Abstract: Gyroscopes are devices used to measure angular orientation, being extensively employed for guidance, navigation and stabilization. Among the many types of gyroscopes, IFOG (Interferometer Fiber Optic Gyroscope), based on Sagnac effect, is the most interesting solution due to its high sensitivity, resolution, reliability, small size and EMI immunity. The present work describes a digital electronic circuit implementation for open-loop IFOGs using zero-crossing demodulation techniques. The technique used in the electronic circuit described in this work employs a quasi-synchronous clock for signal processing which leads to an accurate, simple and low cost digital demodulation scheme. The experimental results of the prototype showed that the final detection resolution is 1000 times better than one achieved by the conventional synchronous clock zero-crossing digital demodulator / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica