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Diplomarbeit 2004 (DA04): Arbeits-Archiv
 
DA Mar 04/1 - Faseroptischer Laserkreisel und Temperatursensor
Studierende: Fabian Burkli, buerkfab
  Christoph Hofer, hoferchr

Betreuer: Ralf Markendorf, mklf

Der Laserkreisel, oder auch Rotationssensor genannt, ist ein Inertialmesssystem zum Messen der Winkelgeschwindigkeit in einem Inertialsystem. Es ist ein faseroptischer Laserkreisel nach dem Prinzip von R. Ulrich entworfen worden. Dies ist eine spezielle Form des Mach-Zehnder Interferometers, basierend auf dem Sagnac Effekt. Durch Rotation entsteht eine Laufzeitdifferenz in zwei gegenlaufigen Laserstrahlen. Es entsteht eine Phasenverschiebung. Dies verursacht eine Verschiebung des Interferenzmusters, welche mittels Photodiode detektiert wird. Die gemessenen Daten werden mit LabVIEW verarbeitet und ausgewertet. Ein erster reziproker Aufbau wurde so dimensioniert, dass fur schnelle Drehungen eine Phasenverschiebung nachgewiesen werden konnte. Die kleinste experimentell nachgewiesene Drehrate, bei der ein vom Rauschen unterscheidbares Signal detektiert wurde, betrugt: 0.6rad/sec. In einem zweiten Schritt wurde die Empfindlichkeit erhoht. Verbesserungen wurden durch Anderungen in den Bereichen Signaltechnik, Aufbau und Optik realisiert. Durch eine Phasenmodulation mittels Piezo-Zylinder wurde erreicht, dass sich ein neuer Arbeitspunkt mit optimalen Eigenschaften einstellte. Die anschliessende Signalverarbeitung erfolgte mit einem Lock-In Vertarker. Dieser ermoglichte das Detektieren des schwachen Messsignals auf einem breitbandigen Rauschuntergrund. Durch den neuen Aufbau konnte eine zusatzliche Sensitivitat erreicht werden. Mit diesen Anderungen ist es experimentell gelungen, Winkelgeschwindigkeiten von 0.0043rad/sec nachzuweisen. Parallel dazu ist, fur den bereits in der PA1 entwickelten faseroptischen Temperatursensor, ein verbesserter Aufbau realisiert worden. Mit dem Vier-Phasen-Schrittverfahren, wurde das Interferenzmuster mittels Photodioden detektiert. Die so gemessenen Daten wurden mit LabVIEW verarbeitet. Somit ist es gelungen ein vollstandiges Messsystem zu entwickeln welches langsame Temperaturanderungen erfassen kann.

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