Brevet FR2729755A1 — publié le 19960726

L'invention concerne d'une manière générale les capteurs de rotation et en particulier des capteurs de rotation en anneau Sagnac. L'invention concerne plus particulièrement un capteur de vitesse angulaire à5 gyroscope à laser en anneau. L'invention a trait plus particulièrement & des procédés et des appareils pour corriger l'erreur d'angle de phase apparaissant dans un gyroscope à laser en anneau qui est mis en vibration pour vaincre le blocage ou accrochage des phases.10 Un gyroscope à laser en anneau utilise l'effet Sagnac pour détecter une rotation. Des faisceaux lumineux se propageant en sens opposés dans une boucle fermée ont des temps de parcours qui diffèrent en proportion directe avec la vitesse de rotation de la boucle autour d'un axe15 perpendiculaire au plan de cette boucle. Le gyroscope à laser en anneau utilise les propriétés de résonance d'une cavité fermée pour convertir la différence de phase Sagnac entre les faisceaux se propageant en sens opposes en une différence de fréquence. Dans un gyroscope à laser en anneau actif, la cavité définie par le trajet optique fermé devient un oscillateur et les faisceaux de sortie provenant des deux sens interfèrent pour donner une fréquence de battement qui est une mesure de la vitesse de rotation. Les fréquences optiques élevées, d'environ 1015 Hz pour la lumière utilisée dans des gyroscopes à laser en anneau, amènent les très petits changements de phases à devenir des fréquences de battement qui sont aisément mesurées. Lorsque la vitesse de rotation des gyroscopes à laser en anneau est comprise dans une certaine plage, la différence de fréquence entre les faisceaux disparaît. Ce phénomène est appelé accrochage de fréquence ou blocage de mode et il constitue une difficulté majeure rencontrée avec le gyroscope à laser en anneau, car à de faibles vitesses de rotation, il indique faussement que le dispositif ne35 tourne pas. La plage de vitesses de rotation sur laquelle un blocage apparaît est la zone aveugle du gyroscope & laser en anneau. Il semble que le blocage ou accrochage de phase résulte d'un couplage de la lumière entre les faisceaux. Ce couplage provient principalement d'une rétrodiffusion & partir des miroirs qui confinent les faisceaux suivant le trajet fermé. La rétrodiffusion ou dispersion amène le faisceau de chaque sens & comprendre une petite composante ayant la fréquence du faisceau se propageant dans l'autre10 sens. L'effet de blocage ou d'accrochage dans un gyroscope à laser en anneau est similaire au couplage que l'on a longtemps observé et compris dans des oscillateurs électroniques classiques. Toute impossibilité de mesurer avec précision de faibles vitesses de rotation réduit l'efficacité d'un gyroscope à laser en anneau dans un système de navigation. On a consacré beaucoup de travaux de recherche et de développement pour réduire ou éliminer les effets du blocage et pour améliorer l'utilisation efficace de20 gyroscopes & laser en anneau dans de tels systèmes. On connaît plusieurs approches visant à résoudre les problèmes du blocage ou accrochage. On a utilisé diverses techniques de polarisation pour éviter la zone aveugle de manière que le blocage ne pose pas de problème dans le fonctionnement d'un gyroscope à laser en anneau. Les techniques de polarisation peuvent être divisées en techniques mécaniques et optiques et en techniques de polarisation fixe et par vibration. Une approche consiste à faire osciller mécaniquement le gyroscope à laser en anneau autour de son axe sensible afin que le dispositif effectue un balayage constant à travers la zone aveugle. Cette oscillation mécanique du gyroscope & laser en anneau est habituellement appelée vibration ou tremblement. Un gyroscope & laser en35 anneau classique peut être soumis & une vibration d'environ 400 Hz avec un déplacement angulaire de quelques minutes d'arc. L'amplitude de la vibration doit être réglée et contrôlée avec soin pour minimiser les effets du blocage. Etant donné que la vitesse angulaire et le déplacement de l'oscillation vibratoire par rapport à une structure de support peuvent être contrôlés de façon constante, on peut les exclure du signal de sortie du gyroscope à laser en anneau. Cependant, il est apparu qu'une amplitude constante de vibration ne convient pas pour éliminer la totalité des effets du blocage. Une approche visant & réduire l'erreur due au blocage consiste & superposer un signal aléatoire à l'amplitude fournie par l'amplificateur de commande de la15 vibration. Une technique de polarisation aléatoire est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N' 3 467 472. Cependant, on a trouvé plusieurs incon- vénients relativement importants à la technique de polarisation aléatoire. L'erreur de phase, quand bien mmee20 elle est rendue aléatoire par la technique décrite dans ce brevet, n'est pas supprimée et reste encore une source d'erreur relativement importante. La vibration des miroirs constitue une approche qui a fait l'objet de recherches dans des essais visant & réduire les effets du blocage. Un ou plusieurs des miroirs qui définissent le trajet optique peuvent être soumis & des oscillations de très faible amplitude. L'effet Doppler engendre une différence entre la fréquence de la lumière rétrodiffusée et celle de la lumière réfléchie vers l'avant. Une vibration transversale de la totalité des quatre miroirs d'un gyroscope & laser en anneau rectan- gulaire décale uniquement la fréquence du faisceau rétrodiffusée. Cependant, la vibration transversale des miroirs est difficile à mettre en oeuvre en raison de la grande quantité d'énergie demandée pour déplacer des miroirs qui sont montés sur le corps du gyroscope à laser en anneau. Une vibration longitudinale des miroirs est plus aisée à mettre en oeuvre, mais elle décale les fréquences & la fois de la lumière progressant vers l'avant et de la5 lumière rétrodiffusée. L'analyse des signaux dans un gyroscope à laser en anneau à vibration longitudinale des miroirs est donc compliquée. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N' 3 373 650 décrit un système vibrant dans lequel une polarisation variable de la fréquence est appliquée à au moins l'un des faisceaux se propageant en sens opposé. Ce dernier brevet décrit une cellule de Faraday et deux lames quart- d'onde placées sur le trajet des faisceaux lumineux en contra-rotation. La cellule de Faraday comprend une15 bobine qui est excitée par un courant oscillatoire afin de produire un champ magnétique oscillatoire qui interagit avec les faisceaux se propageant en sens contraire. La polarisation variable engendre une différence de fréquence variable entre les faisceaux en contra-rotation. Cette20 différence de fréquence est en général supérieure & la différence de fréquence qui apparaît au seuil du blocage. La polarité de la différence de fréquence est alternée de façon périodique afin que l'intégrale de la différence de fréquence par rapport au temps, sur l'intervalle de temps25 entre les inversions de signe, soit sensiblement nulle. Lorsque le signe de la différence de fréquence s'inverse, les deux faisceaux tendent à s'accrocher ou se bloquer, car à un certain point, la différence de fréquence entre les faisceaux est nulle. Etant donné que l'angle de sortie du gyroscope à laser en anneau découle généralement de la différence de fréquence, qui se bloque pour indiquer une vitesse de rotation nulle même si la vitesse réelle de rotation n'est pas nulle, une erreur s'accumule dans 1 'angle de sortie. Les périodes de temps pendant lesquelles les deux faisceaux sont bloqués ou accrochés sont habituel- lement très courtes, de sorte que l'erreur résultante de 1'angle de sortie est très faible pour tout changement unique de signe. Néanmoins, l'erreur résultant du blocage durant une inversion de signe de la différence de fréquence est cumulative et, avec le temps, peut devenir importante, en particulier dans des systèmes de navigation de préci- sion. Cette erreur est habituellement la cause principale du cheminement aléatoire ou de la dérive aléatoire. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 529 311 concerne un système à gyroscope à laser en anneau dans lequel la relation de phase entre deux faisceaux est prise en compte. Cette phase peut être utilisée dans une boucle de réaction pour limiter les erreurs, ou bien elle peut être utilisée pour générer un jeu de paramètres d'erreur pour une correction d'erreur. On considère, dans le dernier brevet cité, que le décalage de phase et le rendement de couplage des deux faisceaux sont indépendants du temps et de la température. Cependant, le décalage des phases et le rendement du couplage des faisceaux dépendent du temps et de la température, ce qui limite la précision de la correction d'erreur décrite dans le brevet N 4 529 311 précité. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 248 534 a trait & la suppression d'erreurs induites dans des gyroscopes à laser en anneau en vibration. Il est décrit l'utilisation d'un algorithme de régression pour minimiser le blocage. Pendant un temps court, de part et d'autre d'une vitesse nulle, une trace de la vitesse de rotation est enregistrée dans une mémoire de calculateur.30 En 1 'absence de blocage, cette trace est une parabole. Des écarts par rapport à la parabole sont représentatifs de la vitesse de blocage. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique Ne 4 473 297 a trait & l'utilisation de différences de phases entre les composantes alternées présentes dans les faisceaux se propageant en sens contraire pour minimiser le blocage dans un gyroscope & laser en anneau. Des signaux représentatifs des différences de phases dans les faisceaux séparés sont appliqués à l'entrée d'un circuit de commande5 des miroirs qui commande deux miroirs de réglage de la longueur de la cavité afin de régler la différence de phase. Le brevet N' 4 473 297 précité indique que la différence de phase préférée entre les faisceaux pour un blocage minimal est de 180'. 10 L'invention propose un procédé et un appareil pour mesurer l'erreur de phase qui apparait & chaque passage par zéro de la vibration dans un gyroscope à laser en anneau en vibration et pour compenser l'erreur de phase dans le signal de sortie du gyroscope & laser en anneau.15 Un gyroscope à laser en anneau selon l'inven- tion comporte un bâti renfermant une cavité destinée & guider un premier faisceau lumineux d'intensité Il dans le sens des aiguilles d'une montre le long de la cavité et un second faisceau lumineux d'intensité 12 dans le sens20 inverse de celui des aiguilles d'une montre le long de la cavité. Le gyroscope & laser en anneau comprend des moyens destinés à faire vibrer le bâti suivant un cycle de vibration ou de tremblement, à une fréquence CO) de vibration et à une amplitude d de vibration. L'invention25 comprend des moyens destinés à faire interférer les faisceaux pour produire deux signaux interférentiels en quadrature qui sont fonction du sinus et du cosinus du signal de sortie angulaire du gyroscope à laser en anneau. Des moyens de mesure de phase déterminent un signal représentatif de l'angle de phase entre l'un des signaux interférentiels et un signal choisi parmi un signal de somme d'intensités, représentatif de Il + I2, et un signal de différence d'intensités représentatif de Il - 12. L'invention comprend des moyens destinés à combiner le signal interférentiel sélectionné et le signal d'angle de phase pour déterminer un signal d'erreur de phase, et des moyens destinés & traiter le signal d'erreur de phase pour produire un signal de commande destiné à régler la sortie du gyroscope & laser en anneau pour corriger les erreurs5 introduites aux inversions dans le cycle de vibration. Les moyens de mesure de phase peuvent comprendre des moyens démodulateurs destinés & traiter, soit le signal de la somme des intensités, soit le signal de la différence des intensités pour produire des signaux représentatifs de10 l'amplitude et de la phase du signal de la somme des intensités ou du signal de la différence des intensités par rapport & l'un, choisi, des signaux interférentiels. Le gyroscope & laser en anneau selon l'inven- tion peut comprendre en outre des moyens destinés à détecter les inversions dans le cycle de vibration, et des moyens destinés à régler la sortie du gyroscope à laser en anneau uniquement pendant les inversions dans le cycle de vibration. L'invention peut comprendre en outre des moyens destinés à déterminer la durée de chaque inversion dans le20 cycle de vibration. Les moyens destinés à déterminer le temps demandé pour chaque inversion peuvent comprendre des moyens destinés à mesurer les passages par zéro dans le signal de sortie des moyens de mise en interférence. Les moyens de traitement du signal d'erreur de phase pour produire un signal de commande peuvent com- prendre des moyens destinés & déterminer le produit du sinus de l'angle d'erreur de phase et de l'amplitude du coefficient de blocage. Le circuit de traitement peut comprendre aussi des moyens destinés à mesurer le temps demandé pour chaque inversion dans le cycle de vibration et des moyens destinés & intégrer le produit du sinus de l'angle d'erreur de phase et de l'amplitude d'un coeffi- cient de blocage par rapport au temps d'inversion. Le procédé selon l'invention, destiné & corriger des erreurs qui apparaissent & des inversions dans un gyroscope & laser en anneau en vibration comportant un bâti renfermant une cavité destinée à guider un premier 5 faisceau lumineux d'intensité Il dans le sens des aiguilles d'une montre le long de la cavité et un second faisceau lumineux d'intensité 12 dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre le long de la cavité, comprend les étapes qui consistent & mettre en interférence les premier et second faisceaux pour produire deux signaux interféren- tiels en quadrature qui sont des fonctions du sinus et du cosinus du signal de sortie angulaire du gyroscope & laser en anneau. Le procédé comprend les étapes qui consistent à déterminer le signal de phase représentatif de l'angle de phase entre un signal choisi parmi les signaux interféren- tiels et un signal choisi à partir d'un signal de some d'intensités représentatif de Il + I2, et un signal de différence d'intensités représentatif de Il - 12 et à combiner le signal interférentiel choisi et le signal de20 phase pour déterminer un signal d'erreur de phase. Le procédé comprend aussi l'opération consistant à traiter le signal d'erreur de phase pour produire un signal de commande destiné & régler le signal de sortie du gyroscope & laser en anneau afin de corriger des erreurs introduites aux inversions dans le cycle de vibration. L'étape de mesure de phase du procédé de l'invention consiste avantageusement à démoduler 1'un des signaux Il + 12 ou Il - 12 pour produire des signaux représentatifs de l'amplitude et de la phase du signal Il + 12 ou Il - 12 par30 rapport à l'un, choisi, des signaux interférentiels. Le procédé de 1'invention peut comprendre en outre les étapes qui consistent à mettre en oeuvre des moyens pour détecter les inversions dans le cycle de vibration, et à régler le signal de sortie du gyroscope à laser en anneau uniquement pendant les inversions dans le cycle de vibration. Le procédé peut comprendre en outre 1' étape consistant à déterminer une durée de chaque inversion dans le cycle de vibration. L'étape de traitement du signal d'erreur de phase pour produire un signal de commande comprend avantageusement les étapes qui consistent à déterminer le sinus de l'angle d'erreur de phase; à déterminer 1'ampli- tude d'un coefficient de blocage; à déterminer le produit du sinus de l'angle d'erreur de phase et de l'amplitude du coefficient de blocage; & mesurer le temps demandé pour chaque inversion dans le cycle de vibration; et & intégrer par rapport au temps demandé pour chaque inversion dans le cycle de vibration le produit du sinus de l'angle d'erreur de phase et de l'amplitude du coefficient de blocage. L' étape de détermination du temps demandé pour chaque inversion peut comprendre l'étape consistant à mesurer les passages par zéro du signal de sortie des moyens de mise en interférence. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés & titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un gyroscope à laser en anneau monté sur une structure de support; la figure 2 est une vue en plan du gyroscope à laser en anneau de la figure 1; la figure 3 est une coupe partielle suivant la ligne 3-3 de la figure 2, montrant un élément de commande piézo-électrique monté sur un ressort de vibration; la figure 4 est un graphique montrant la fréquence de battement de sortie d'un gyroscope à laser en anneau en fonction de la vitesse de rotation; la figure 5 est un schéma illustrant la lumière réfléchie vers l'avant et rétrodiffusée par un miroir du type pouvant être incorporé dans le gyroscope & laser en anneau de la figure 1; les figures 6A et 6B sont des graphiques montrant la forme d'onde de sortie du gyroscope & laser en anneau de la figure 1 pour des vitesses de rotation 5 éloignées du seuil de blocage et proches du seuil de blocage, respectivement; la figure 7 est une représentation schématique d'un gyroscope à laser en anneau et d'un circuit associé pour déterminer 1 'erreur de phase;10 la figure 8 est un schéma fonctionnel plus détaillé du circuit de la figure 7; et la figure 9 est un schéma fonctionnel d'un circuit de correction d'erreur de phase. On donnera une brève description d'un exemple de structure de gyroscope fondamental à laser en anneau pour faciliter la compréhension de l'invention. Celle-ci n'est pas limitée, quant & ses possibilités d'application, au gyroscope à laser en anneau décrit ici. En référence aux figures 1 et 2, un gyroscope 10 & laser en anneau est monté20 sur un support 12. Le gyroscope 10 constitue un exemple d'un grand nombre de tels dispositifs auxquels la présente invention peut être appliquée et la présente invention n'est pas limitée & la forme particulière de réalisation du gyroscope 10 à laser en anneau montrée sur les figures 1 et25 2 et décrite ici. Le gyroscope 10 & laser en anneau est supporté par un mécanisme flexible 14 monté dans un trou central 30 dans un bâti 20. Le mécanisme flexible 14 comprend plusieurs ressorts 16-18 montés entre le bâti 20 et le30 support 12. La forme de réalisation illustrée comprend trois ressorts, mais l'invention peut être mise en oeuvre avec un nombre quelconque de ressorts. En référence aux figures 2 et 3, les ressorts 16 à 18 peuvent être réalisés sous la forme de minces rectangles, mais l'invention n'est35 pas limitée, quant à ses possibilités d'application, à des ressorts ayant de telles configurations. En référence aux figures 2 et 3, deux pastilles piézo-électriques 16a, 16b, 17a, 17b, 18a et 18b sont montées sur les ressorts 16 à 18, respectivement. Les5 pastilles piézo-électriques ont des configurations globalement rectangulaires et sont montées sur les faces opposées des ressorts correspondants. Les pastilles piézo- électriques sont polarisées de façon que l'application d'une tension d'attaque & des électrodes situées sur leurs faces opposées amène les pastilles piézo- électriques à sélectivement s'expanser ou se contracter. Les pastilles piézo-électriques portées par chaque ressort peuvent avoir des polarités opposées afin que l'application du même signal d'attaque à ces pastilles provoque l'expansion de15 l'une des pastilles, tandis que l'autre se contracte. Les ressorts 16, 17 et 18 se déforment donc de façon & faire osciller le bâti 20 avec une faible amplitude autour du support 12. En référence à la figure 2, une cavité 31 formée dans le bâti 20 s'étend entre plusieurs miroirs 32 & qui guident la lumière le long d'un trajet fermé à l'intérieur de la cavité 30. Un milieu 38 à gain, qui comprend habituellement un mélange d'hélium et de néon gazeux, s'étend dans une région 40 de la cavité 31 entre deux anodes 42a et 42b. L'application d'une tension d'excitation aux anodes 42a et 42b et à une cathode 44 amène des transitions de niveau d'énergie dans le mélange gazeux à produire des faisceaux de lumière cohérente se propageant en sens opposés dans la cavité 31. Les deux faisceaux se propageant en sens contraire subissent des déphasages en parcourant la cavité 31, par suite de réflexions successives sur les miroirs 32 à 35 pendant que le bâti 20 tourne autour de son axe longitudinal. La différence de phase entre les deux faisceaux se propageant en sens contraire est représenta- tive de la vitesse de rotation du gyroscope 10 à laser en anneau autour de son axe sensible. En référence aux figures 2 et 7, 1 'un des miroirs, par exemple le miroir 32, est partiellement transparent de façon qu'une partie de chaque faisceau entre dans un prisme 48 monté sur la face arrière du miroir 32. Le prisme 48 est formé de façon à combiner, ou soumettre & un effet hétérodyne, les faisceaux lumineux se propageant en sens contraire afin qu'ils interfèrent l'un avec l'autre avant d'atteindre les deux photodétecteurs 50A et 50B. Les faisceaux combinés produisent des franges d'interférence qui se déplacent sur les détecteurs 50A et 50B. Les signaux de sortie des détecteurs 50A et 50B sont généralement appelés signaux hétérodyne ou signaux "het". Les signaux de sortie des détecteurs 50A et 50B sont parfois appelés ici signaux hétérodyne A et B, respectivement. La différence de fréquence, ou fréquence de battement, des deux faisceaux est perçue sous la forme d'un mouvement des franges d'interférence sur les détecteurs 50A et 50B. Par conséquent, le sens du mouvement des franges identifie le sens de la rotation. Chaque cycle complet du diagramme d'interférence correspond à 2i radians de la phase de la fréquence de battement et correspond donc à un incrément angulaire fixe de rotation. Chaque apparition d'un cycle complet du diagramme d'interférence génère un signal appelé un comptage hétérodyne. Pour un gyroscope & laser en anneau ayant une longueur de trajet de 28 cm, le facteur de proportionnalité est d'environ 1,8 seconde d'arc de rotation par comptage hétérodyne. Les deux détecteurs 50A et 50B sont écartés d'un quart de frange pour pouvoir déterminer le sens de la rotation. La fréquence du signal de battement produit lorsque les deux fréquences interfèrent aux détecteurs 50A et 50B est directement proportionnelle à la vitesse de rotation du gyroscope 10 à laser en anneau autour de son axe longitudinal. En référence & la figure 4, lorsque la vitesse de rotation d'un gyroscope & laser en anneau 10, simple, non polarisé, est réduite & la vitesse de seuil de blocage nL, les faisceaux se propageant en sens contraire5 se bloquent ou s 'accrochent à la même fréquence. Les fréquences des faisceaux se propageant en sens contraire sont les mêmes sur une plage de vitesses de rotation +flL, qui est la zone aveugle de blocage ou d'accrochage montrée sur la figure 4. Le signal de sortie du gyroscope 10 à laser en anneau devient non linéaire au voisinage de la zone aveugle, ce qui s'écarte du signal de sortie d'un gyroscope à laser en anneau idéal. En référence à la figure 5, il semble que le blocage soit provoqué principalement par le rayonnement rétrodiffusé ou dispersé à partir des miroirs 32 à 35. Etant donné que les faisceaux se propageant en sens contraire atteignent chacun des miroirs 32 à 35 sous un angle d'incidence de 45-C, des miroirs parfaitement plats, idéaux, ne devraient provoquer aucun rayonnement par20 retrodiffusion. Cependant, quand bien même les miroirs 32 à sont de très haute qualité, les imperfections de surface provoquent une certaine réflexion de chaque faisceau dans toutes les directions. La partie principale de chaque faisceau est réfléchie vers l'avant par le miroir 32, par exemple, conformément aux lois de la réflexion. La lumière provenant d'un faisceau, qui pénètre par rétrodiffusion dans un angle solide d'admission, se couple sur le faisceau de sens opposés. L'angle solide d'admission dépend de la longueur d'onde de la lumière et du diamètre de la cavité30 31. Pour un gyroscope classique à laser en anneau carré ayant un angle d'incidence de 45', environ un millionième de la réflexion spéculaire totale sur l'un quelconque des miroirs 32 & 35 est rétrodiffusée dans l'angle d'admission ou de réception du faisceau se propageant en sens con- traire. En référence à la figure 6A, le signal de sortie du détecteur 50 en fonction du temps est sinusoidal lorsque la vitesse de rotation est éloignée du seuil de blocage. En référence à la figure 6B, lorsque la vitesse de rotation est proche du seuil de blocage ou d'accrochage, le signal de sortie du détecteur 50 est déformé par rapport & la forme d'onde sinusoïdale souhaitée. Pour un gyroscope classsique & laser en anneau ayant une longueur de cavité de 49 cm, le seuil de blocage est d'environ 100'/h. Par conséquent, l'obtention de résultats satisfaisants à partir du gyroscope 10 à laser en anneau exige d'éviter non seulement le blocage, mais aussi les vitesses de rotation proches de la zone aveugle. Ceci est également montré sur la figure 4 o la fréquence de battement de sortie pour des vitesses proches du seuil de blocage s'écarte de la relation linéaire idéale. La figure 7 montre le bâti 20 et un schéma fonctionnel d'un circuit destiné & déterminer la vitesse de rotation et la correction d'erreur de phase. Le miroir 35 transmet une partie de chaque faisceau à des photodiodes 72 et 74. Les photodiodes 72 et 74 produisent des signaux Il et I2 ayant des amplitudes correspondant aux intensités des faisceaux tournant dans le sens des aiguilles d'une montre et en sens contraire, respectivement. Un circuit de traitement 82 reçoit les signaux hétérodyne des photodiodes A, 50B et les signaux d'intensité de faisceaux des diodes 72 et 74 et traite ces signaux pour déterminer la correc- tion d'erreur de phase. Le gyroscope 10 & laser en anneau est soumis & une oscillation ou une vibration afin de maintenir, pendant la plupart du temps, la vitesse de rotation bien au-dessus de la zone aveugle. Pour le but présent, il est important de noter que deux fois par cycle de vibration, le gyroscope à laser en anneau passe par la zone aveugle. Cette récurrence cyclique du blocage ou de 1 'accrochage aux points d'inversion de la vibration est appelée terreur de phase". Bien que l'erreur de phase soit faible du fait qu'elle ne dure qu'un temps très court, le résultat cumulé sur un temps prolongé peut être une erreur importante.5 Ainsi, même lorsque l'on fait vibrer le gyroscope 10 & laser en anneau, les effets résiduels de couplage entre les faisceaux se propageant en sens contraire ne sont pas négligeables. Il est théoriquement possible de corriger l'erreur de vibration résiduelle en10 calculant une correction sur la base de la différence des phases des deux faisceaux & l'inversion. La correction fait l'objet d'une somme avec les valeurs comptées en sortie du gyroscope. Etant donné que la différence de phase entre les faisceaux est déterminée au moyen d'une inter-15 férence optique au détecteur hétérodyne, les signaux de sortie des deux détecteurs hétérodyne deviennent la base de la détection des inversions. Une difficulté posée par l'utilisation d'une différence de phase à l'inversion, 4H, dérivée des signaux hétérodyne, estque la différence de20 phase est décalée de la phase de couplage, ce décalage de phase, e, étant une fonction de la position optique des détecteurs hétérodyne 50A et 50B. La figure 8 est un schéma fonctionnel détaillé du circuit de traitement de la figure 7. Les deux signaux sinusoidaux OA et OB provenant des détecteurs hétérodyne 72 et 74 sont appliqués & l'entrée d'un circuit 84 de rapport, qui forme un signal correspondant à la tangente de 1'angle de phase entre les signaux OA et OB- Un circuit 86 traite le signal tangente pour produire un signal arc tangente qui30 indique l'angle du gyroscope & laser en anneau. L'angle de phase e entre le signal Il d'intensité du faisceau tournant dans le sens des aiguilles d'une montre et OA est déterminé par un circuit 92 de mesure de phase et est combiné au signal arc tangente dans un circuit 88 de sommation. Le35 signal de sortie du circuit 88 de sommation est l'angle de la rotation, augmenté du décalage de phase ou déphasage e, et il est introduit dans un circuit échantillonneur- bloqueur 90. La correction du signal de sortie du gyroscope n'est effectuée qu'aux inversions du mouvement de rotation. Il est donc nécessaire d'activer le circuit échantillon- neur-bloqueur 90 pendant un temps court à chaque inversion, puis de le laisser désactiver pendant la partie restante du cycle. Pour commander le circuit échantillonneur-bloqueur 90, les signaux de quadrature *A et OB sont différentiés dans deux différentiateurs 94 et 96, respectivement. Les signaux de sortie des différentiateurs 94 et 96 sont & zéro à chaque inversion et ils sont appliqués a l'entrée de deux inverseurs 98 et 100, respectivement. Aux inversions, les inverseurs 98 et 100 appliquent des signaux logiques hauts coïncidents & une porte ET 102. La porte ET 102 conduit donc & chaque inversion pour produire un signal qui active le circuit échantillonneur-bloqueur 90. Les signaux de sortie des inverseurs 98 et 100 sont tous deux au niveau logique haut uniquement aux inversions; par conséquent, la porte ET 102 et le circuit échantillonneur-bloqueur 90 restent désactivés pendant le reste du cycle de vibration. Les valeurs de l'angle de rotation augmenté du déphasage échantillonné & chaque inversion de vibration sont introduites dans un microprocesseur 104 ou est calculée une valeur pour un terme de correction pour chacune des valeurs échantillonnées. Les solutions peuvent être enregistrées en mémoire pour corriger les données de sortie du gyroscope à laser en anneau. Optionnellement, au lieu de calculer directement les solutions d'erreur de phase, le circuit peut comprendre une table de mconsulta- tion# qui contient les solutions. L'amplitude de la correction doit être convenablement proportionnée & 1 'amplitude du coefficient de couplage, BL, entre les deux faisceaux. L'utilisation du circuit de traitement 70 des figures 7 et 8 suppose que le décalage de phase ou déphasage E et le temps d'inversion sont des constantes pour tout gyroscope donné à laser en anneau. Cependant, en pratique réelle, le déphasage e et le 5 coefficient de couplage BL sont des fonctions du temps et de la température. Par conséquent, une détermination plus précise de l'erreur de phase exige une mesure du déphasage et du coefficient de couplage à chaque inversion, com me décrit ci-après.10 On abordera & présent les relations entre les intensités des faisceaux et le blocage ou accrochage provoqué par des glissements de phase. La technique de correction d'erreur de phase décrite ici peut être comprise par une analyse de l'évolu- tion, dans le temps, de la phase entre les deux faisceaux lasers se propageant en sens contraire, tandis que le gyroscope 10 & laser en anneau est soumis a une vibration. Le signal de sortie du gyroscope 10 a laser en anneau peut être écrit sous la forme: d ft = KQ+BLsin(OV+e) (1) ou n est l'angle de rotation; -% est la différence de phase entre les faisceaux se propageant en sens contraire; K est le facteur de proportionnalité du gyroscope & laser en anneau; BL est le coefficient de blocage et e est le décalage de phase déterminé par le positionnement des détecteurs hétérodyne. Une intégration de 1 'équation (1) sur un cycle de vibration donne: v = KT + BdL[sin (Vo0 + z) + sin V2 +e)] (2) o T est la période de vibration, Y 01 et Y 02 sont les phases aux deux inversions du cycle, et r est le temps d'inversion. Le terme BL[sin( de rotation est proche de zéro. La vitesse nette de rotation est la somme de la vibration et de la vitesse de rotation extérieure. A de très basses vitesses de rotation15 extérieure, un blocage apparait aux inversions de vibra- tion. Pour obtenir une correction convenable, la présente invention détecte 1' inversion de vitesse de rotation inertielle réelle plutôt qu'uniquement l'inversion de vibration. A de faibles vitesses de rotation angulaire, o des inversions de la vitesse de rotation inertielle vraie apparaissent au voisinage des inversions des cycles de vibration, l'erreur de vitesse peut être exprimée par: = --sin (v+ Po) + 2 g sin (2V+ 2PH) (3) o = vitesse de variation de l'angle de phase Y; L = longueur du trajet le long du gyroscope & laser en anneau; D = amplitude des pertes par dispersion dues à des variations diélectriques; H = amplitude des pertes par dispersion dues & une variation de hauteur; PD = phase d'asymétrie des pertes diélectri- ques; PH = phase d'asymétrie des pertes par variation de hauteur; et c = vitesse de la lumière en espace libre. La fréquence w g est: ac(13 -e) acfl - O) (4) o a est le petit gain de signal et f et e sont des termes de saturation et de saturation transversale. Les parties variant avec le temps des inten- sités des faisceaux sont: Icw = IlCOS(+t2+ PD) +ilsin( q+t +PH) (5) [cw = I1COS(V + t2+ PD)- ilsin(V +ti + PH) (6) o 2DIOC (7) L(2 + (Oa2)11/2 2HIQc (8) i1 = L(o2 + mg2)12' - ]ccw(0)=- C OS(1I/+PD)-L-g sin('V+PH). Lúea Lûi( En travaillant avec la somme et la différence des inten- sités, variant avec le temps, au voisinage des vitesses nulles, on obtient: I(O) = 05[Lcw(0) + Iccw(0)1 (14) 2 I COS(+ PD) (15) i(0) = 0,5I (0) - Iccw(0)] (16) 2IoDc sin(V+PH). (17) Loe7 On peut simplifier les expressions ci-dessus en définissant M(O) et m(O) de manière que 2I(0) = M(0) cos(VF+ PD) (18) o et i( ) = m(0) sin(V+ PH)(19) L'erreur de vitesse de l'équation (3) est alors: ÈV(0) = M(0)maSin(Vf+ Po) + (1l2)m2(0) sin(2-q + 2PH). (20) On suppose à présent que çD et çH sont les phases des modulations de somme et de différence de manière que: I(0) _ M(0) sin D (21) et i(0) m(0) sin H. (22) La différence de phase devient: i SV(o) = M(0)cảsin(4o -) + m2(0)% sin(24H). (23) L'erreur de phase à l'inversion du cycle de vibration peut être exprimée par: 8y = - 8yr (24) o I =[(Kao)Jl/2 (25) avec ao conne accélération angulaire à l'inversion. Pour une vibration du corps à de faibles vitesses d'entrée, l'accélération angulaire à l'inversion peut être exprimée par: 2xcQd D(26) o0= T ou W d est la vitesse angulaire maximale de vibration, u est la fréquence angulaire de vibration et T est tel que défini précédemment.10 L'erreur de phase & l'inversion peut être exprimée par: &\Y = [[(o>joe)-1]/2[MOoa Si.(o- - + (1/2)m2(0)wg Sin (2OH)I. (27) Les variations *D et H, qui sont les phases des modula- tions de somme et de différence, ne sont pas des valeurs observables du système mesuré. Cependant, *A et B, qui sont les phases des signaux optiques hétérodyne A et hétérodyne B, respectivement, sont mesurables, de mêae que les phases relatives entre OA (ou OB) et OD (ou OH). Les deux signaux hétérodyne sont caractérisés par les équations : SA = aA sin A; (28) B = aA sin B; (29) et vB = *A4j+2+ (30) Si est faible, on a alors en premier ordre: SAa= (31) ea = tg-1 SBaA' Le quadrant peut être déterminé par les signes de SA et SB. Par conséquent, les amplitudes des deux signaux hétérodynes au moment de l'inversion sont mesurées pour déterminer la phase hétérodyne à 1' l'inversion. La figure 9 est un diagramme fonctionnel d'un circuit pour effectuer la correction d'erreur de phase. On suppose que 1 'erreur de phase est dominée par une disper- sion de type diélectrique et que, par conséquent, seul le premier terme de l'équation (27) doit être pris en considération. Un signal Icw représentatif de l'intensité du faisceau tournant dans le sens des aiguilles d'une montre est appliqué à l'entrée d'un condensateur 101 qui élimine par filtrage la composante continue du signal. De façon similaire, un signal Iccw représentatif de l'intensité du faisceau tournant dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre est appliqué en entrée à un condensateur 103 afin que celui-ci élimine par filtrage la composante continue. Les signaux d'intensité filtrés sont appliqués en entrée à un circuit 105 de sommation et un signal de somme d'intensités Il + 12 est appliqué en entrée à la fois à un démodulateur 106 en phase et un démodulateur 108 en quadrature de phase. Le circuit 105 peut être configuré pour délivrer un signal de différence d'inten- sités 12 - Il plutôt que le signal de somme d'intensités. Le signal het A provenant du détecteur hétérodyne 50A est appliqué en entrée au démodulateur en phase 106, et un signal het B provenant du détecteur hétérodyne 50B est appliqué en entrée au démodulateur 10830 en quadrature de phase. Les signaux de sortie du démodu- lateur 106 en phase et du démodulateur 108 en quadrature de phase sont appliqués en entrée à un premier convertisseur analogique-numérique 110 et & un second convertisseur analogique-numérique 112, respectivement. Les signaux de sortie des convertisseurs analogiques-numériques 110 et 112 sont appliqués en entrée & un circuit 114 qui produit un signal de sortie représentatif de la différence de phase entre le signal Il + 12 de somme d'intensités et le signal het A.5 Les signaux de sortie des convertisseurs analogiques-numériques 110 et 112 sont également appliqués en entrée à un circuit 116 qui produit un signal de sortie représentatif de l'amplitude de la somme des faisceaux tournant dans le sens des aiguilles d'une montre et en sens10 inverse. Ce signal d'amplitude est ensuite appliqué & l'entrée d'un multiplicateur 118. Les signaux het A et het B sont également appliqués en entrée à un circuit 120 de détection d'inver- sion qui traite les signaux het A et het B pour déterminer les instants auxquels les inversions du mouvement vibra- toire se produisent. Le carré du signal het A et le signal de sortie du détecteur d'inversion sont appliqués en entrée a un circuit 122 de comptage et de logique. Le circuit 122 de logique détecte les flancs montants du carré du signal20 het A et produit un signal de déclenchement aux inversions. Le signal de déclenchement de sortie du circuit 122 de comptage et de logique est appliqué en entrée à un circuit 124 de calcul qui calcule la phase 0A du signal het A à chaque inversion. Le signal de sortie du circuit de calcul 124 est ensuite appliqué en entrée à un circuit 126 de sommation qui reçoit également un signal d'entrée provenant du circuit 114 de sommation. Par conséquent, une entrée appliquée au circuit 126 de sommation est la différence OD-OA entre la phase du signal de somme d'intensités et celle du signal het A. L'autre entrée du circuit 126 de sommation est la phase OA du signal het A. Par conséquent, la sortie du circuit 126 de sommation est un signal représentatif de l'angle de phase ^D. Le signal de sortie du circuit 126 de sommation est appliqué en entrée à un circuit 128 qui détermine la valeur du sinus de l'angle *D. Le circuit 128 peut comprendre soit des moyens destinés & calculer le sinus de l'angle D, soit une table & consultation qui est avanta- geusement une mémoire morte numérique. Le signal de sortie5 du circuit 128 est appliqué en entrée au multiplicateur 118 qui produit un signal représentatif du produit du signal d'amplitude provenant du circuit 116 et de sinus OD. Le signal de sortie du circuit multiplicateur 118 est ensuite appliqué en entrée & un intégrateur 130 qui produit un10 signal représentatif de la correction de l'angle de phase. Le circuit 122 de comptage et de logique peut également produire un signal représentatif de la durée r de l'inversion. Le temps entre des passages successifs par zéro des signaux het A ou het B peut être appliqué en15 entrée à un circuit 131 de calcul qui détermine l'accéléra- tion angulaire et, d'après l'équation (25), la durée de l'inversion peut être calculée. Les fonctions du circuit 116 de sommation, du circuit 114 de calcul, du circuit 126 de sommation, du circuit 124 de calcul, du circuit 118 de multiplication, du circuit 130 de calcul et de l'intégrateur 130 sont avantageusement exécutées dans un microprocesseur numéri- que. Le microprocesseur échantillonne chaque signal de sortie démodulé et calcule l'angle entre le signal het A et la modulation de la somme des intensités. Le carré du signal het A est introduit dans le circuit 122 de logique et de comptage qui détecte les flancs montants du signal het A élevé au carré. Le circuit 122 est configuré de façon à compter les intervalles de temps entre les flancs montants du signal het A et a transférer le comptage dans une mémoire lorsque l'intervalle de temps coincide avec une inversion. Le détecteur 120 d'inversion est également connecté à une entrée d'interruption du microprocesseur35 pour déclencher le traitement des temps d'inversion comptés. Si les vitesses de rotation d'entrée sont basses, le signal du détecteur d'inversion peut être dérivé du signal d'un capteur magnétique. A des vitesses plus élevées, les inversions de vibration et les inversions inertielles ne coincident pas. Dans ce cas, un principe de détection basé sur les signaux het eux-mêmes est néces- saire. Le logiciel traite le compte et calcule la phase du signal het A & l'inversion. En utilisant les intervalles de temps comptés et la phase de la modulation d'intensité, on calcule la phase du terme de blocage. Le sinus de cet angle est multiplié par un facteur de proportionnalité dérivé d'une mesure de M(O) qui est obtenue également dans les signaux de sortie des démodula- teurs 106 et 108 et également multiplié par la durée de l'inversion, laquelle est déterminée par le logiciel d'après les temps entre passages par zéro successifs du signal het. Le résultat est une mesure de l'erreur portant sur cette inversion. Cette erreur est intégrée pour donner la correction d'angle nette due à l'erreur de phase aux inversions de la vibration. Tous les signaux nécessaires pour calculer la compensation d'erreur de phase conformément à 1'invention sont présents dans les conceptions actuelles des gyroscopes à laser en anneau. Du fait de la nécessité d'effectuer un calcul à chaque inversion de vibration (800/s), un traitement par microprocesseur est souhaitable. La présente invention élimine pratiquement le cheminement aléatoire provoqué par la vibration du corps et permet de faire fonctionner le gyroscope 10 & laser en anneau au voisinage de sa limite de bruit quantique. Par conséquent, 1'invention apporte des avantages notables aux conceptions précédentes des gyroscopes à laser en anneau. De petits gyroscopes & laser en anneau pour des applica- tions de précision moyenne et de haute précision peuvent être mis en oeuvre en mode vibré au moyen de l'invention. Les petits gyroscopes & laser en anneau précédents, ayant une longueur de trajet optique d'environ 8 à 12 cm, ne5 pouvaient pas être soumis à une vibration, car celle-ci introduisait de grandes erreurs. L'amplitude et la fréquence de la vibration peuvent être réduites sans nuire aux performances du système. L'invention permet aussi d'accroître le rendement de la production de gyroscopes à laser en anneau. Actuellement, un gyroscope à laser en anneau est assemblé, puis essayé. S'il ne se comporte pas conformément aux spécifications, il doit être, soit démonté et reconstruit, soit mis au rebut. L'invention détermine les erreurs15 d'angle de phase affectant le signal de sortie de tout gyroscope à laser en anneau à corps vibrant et corrige de telles erreurs. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au gyrosocpe décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENICATIONS 1. Gyroscope & laser en anneau comportant un bâti (20) renfermant une cavité (30) destinée & guider un premier faisceau lumineux d'intensité Il dans le sens des5 aiguilles d'une montre, le long de la cavité, et un second faisceau lumineux d'intensité I2, dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, le long de la cavité, le gyroscope & laser en anneau étant soumis à un cycle de vibrations ayant une fréquence et une amplitude de vibra- tion, le gyroscope étant caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (48, 50A, 50B) destiné à mettre en inter- férence les premier et second faisceaux pour produire deux signaux hétérodynes en quadrature qui sont des fonctions du signal de sortie angulaire du gyroscope à laser en anneau,15 un dispositif (92) de mesure de phase destiné & déterminer un signal de phase représentatif de 1l'angle de phase entre un signal choisi parmi les signaux hétérodynes et un signal choisi parmi un signal de somme d'intensités Il + 12 et un signal de différence d'intensités Il - I2, un dispositif20 (88) destiné à combiner le signal hétérodyne choisi et le signal de phase pour déterminer un signal d'erreur de phase, et un dispositif (104) destiné à traiter le signal d'erreur de phase pour produire un signal de commande destiné à régler le signal de sortie du gyroscope à laser en anneau afin de corriger des erreurs introduites aux inversions du mouvement de rotation de ce gyroscope & laser en anneau. 2. Gyroscope & laser en anneau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif (94, 96) destiné à détecter des inversions inertielles dans le mouvement de rotation du bâti, et un dispositif (90, 104) destiné à régler le signal de sortie du gyroscope à laser en anneau uniquement pendant les inversions inertielles. 3. Gyroscope & laser en anneau selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif destiné à déterminer la durée de chaque inversion dans le cycle de vibration.5 4. Gyroscope & laser en anneau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de mesure de phase comprend un élément (48) destiné à extraire de la cavité une partie de chacun des faisceaux tournant dans le sens des aiguilles d'une montre et en sens contraire, un élément (50A, 50B) destiné à former des signaux électriques représentatifs des intensités des faisceaux tournant dans le sens des aiguilles d'une montre et en sens contraire, un élément (105) destiné à produire un signal de somme d'intensités ou un signal de différence d'intensités représentatif de la somme ou de la différence, respectivement, des intensités des faisceaux tournant dans le sens des aiguilles d'une montre et en sens contraire, et un démodulateur (108) destiné & traiter un signal choisi parmi les signaux de somme d'intensités et de différence d'intensités pour produire un signal représentatif de la phase du signal choisi par rapport aux signaux hétérodynes. 5. Gyroscope à laser en anneau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif destiné à traiter le signal d'erreur de phase pour produire un signal de commande destiné au réglage du signal de sortie du gyroscope & laser en anneau afin de corriger des erreurs introduites aux inversions dans le cycle de vibration comprend un élément (128) destiné à déterminer le sinus de l'angle d'erreur de phase, un élément (116) destiné à déterminer l'amplitude d'un coefficient de blocage, un élément (118) destiné à déterminer le produit du sinus de l'angle d'erreur de phase et de l'amplitude du coefficient de blocage, un élément (120, 122) destiné & mesurer le temps demandé pour chaque inversion dans le35 cycle de vibration, et un élément (130) destiné à intégrer le produit du sinus de l'angle d'erreur de phase et de l'amplitude du coefficient de blocage par rapport au temps demandé pour chaque inversion dans le cycle de vibration. 6. Procédé pour corriger des erreurs intro- duites par un blocage d'un gyroscope & laser en anneau en vibration comportant un bâti (20) renfermant une cavité (30) destinée & guider un premier faisceau lumineux d'intensité Il, tournant dans le sens des aiguilles d'une montre le long de la cavité, et un second faisceau lumineux10 d'intensité I2, tournant dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre le long de la cavité, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à faire vibrer (16a, 16b, 17a, 17b, 18a, 18b) le gyroscope à laser en anneau suivant un cycle de vibration et à une fréquence et une amplitude d de vibration, & mettre en interférence (48, A, 50B) les premier et second faisceaux pour produire deux signaux hétérodyne en quadrature qui sont des fonctions du signal de sortie angulaire du gyroscope à laser en anneau, à déterminer un signal représentatif de l'angle de phase entre un signal choisi parmi les signaux hétérodyne et un signal choisi parmi un signal de somme d'intensités, représentatif de Il + I2 et un signal de différence d'intensités représentatif de Il - 12, à combiner (88) le signal hétérodyne choisi et le signal de phase pour déterminer un signal d'erreur de phase, et à traiter le signal d'erreur de phase pour produire un signal de commande destiné & régler le signal de sortie du gyroscope à laser en anneau afin de corriger des erreurs introduites aux inversions du mouvement de rotation de ce gyroscope à laser en anneau. 7. Procédé selon la revendication 6, carac- térisé en ce qu'il consiste en outre à utiliser un dispositif (48, 50A, 50B) destiné à détecter des inversions dans le cycle de vibration, et un dispositif (90, 104) destiné à régler le signal de sortie du gyroscope à laser en anneau uniquement pendant les inversions du cycle de vibration. 8. Procédé selon la revendication 7, carac- térisé en ce qu'il consiste en outre à déterminer la durée de chaque inversion du cycle de vibration. 9. Procédé selon la revendication 8, carac- térisé en ce que le dispositif de mesure de phase utilise les étapes consistant & extraire de la cavité une partie de chacun des faisceaux tournant dans le sens des aiguilles10 d'une montre et en sens contraire, à former des signaux électriques représentatifs des intensités des faisceaux tournant dans le sens des aiguilles d'une montre et en sens contraire, à additionner les signaux électriques représen- tatifs des intensités des faisceaux tournant dans le sens15 des aiguilles d'une montre et en sens contraire, à produire un signal de somme d'intensités, représentatif de Il + I2, a produire un signal fD représentatif de la phase du signal de somme d'intensités en combinaison avec l'un, choisi, des signaux hétérodyne, et & traiter le signal *D et la phase20 du signal hétérodyne choisi pour calculer la phase des signaux As et OD 10. Procédé selon la revendication 6, carac- térisé en ce que l'étape de traitement du signal d'erreur de phase pour produire un signal de commande destiné & régler le signal de sortie du gyroscope à laser en anneau consiste à déterminer (128) le sinus de l'angle d'erreur de phase, à déterminer (116) l'amplitude d'un coefficient de blocage, à déterminer (118) le produit du sinus de l'angle d'erreur de phase et de l'amplitude du coefficient de blocage, à mesurer (120, 122) le temps demandé pour chaque inversion dans le cycle de vibration, et à intégrer (130) le produit du sinus de l'angle d'erreur de phase et de l'amplitude du coefficient de blocage, par rapport au temps demandé pour chaque inversion dans le cycle de vibration.