Brevet FR2775071A1 — publié le 19990820

! GENERATEUR DE VALEURS LIMITES DE ROTATION POUR UN GYROMETRE A FIBRE OPTIQUE La présente invention concerne un générateur de valeurs limites de vitesse de rotation. On connaît, par US-PS 44 40 498, un gyromètre à fibre optique avec coupleur 3 x 3 qui, en raison de la présence du coupleur 3 x 3, travaille à proximité du point de quadrature, sans pour autant nécessiter un modulateur. Le perfectionnement d'un tel gyromètre et, notamment, l'évaluation des signaux provenant du gyromètre sont décrits dans Applied Optics, vol. 29, n 36, pages 53 à 60, 20.12.1990. Pour l'évaluation des signaux, on a alors recours essentiellement au signal somme et au signal différence des deux photodiodes, qui sont disposées au niveau des sorties du coupleur 3 x 3 dans le prolongement direct de la bobine de fibre. Pour le calcul de la phase Sagnac précise et donc de la vitesse de rotation, il faut tenir compte d'une pluralité de facteurs et de constantes, si20 bien que pour cette évaluation il faut un ordinateur d'évaluation. Malgré tout, de tels gyromètres à fibre optique peuvent aujourd'hui être fabriqués à un prix suffisamment avantageux et avec une précision assez satisfaisante pour qu'ils soient tout à fait appropriés à25 une utilisation dans des aérodynes. Dans ce cas notamment, il s'est révélé comme tout particulièrement important que puisse être établi, en très peu de temps, si un aérodyne dépasse une vitesse de rotation, critique sur le plan de la sécurité. Pour satisfaire à cette30 fonction de sécurité, il faut une solution robuste et cependant économiquement avantageuse. Ce but est atteint, par la présente invention, par un générateur de valeurs limites de rotation pour un gyromètre à fibre optique avec coupleur 3 x 3 et35 ordinateur d'évaluation, pour le calcul de la vitesse de 2 rotation à partir de signaux provenant des photodiodes du gyromètre à fibre optique, qui est caractérisé par un circuit électrique indépendant de l'ordinateur d'évaluation, et au moyen duquel est simulé un algorithme5 pour produire au moins un signal dépendant de la vitesse de rotation, et qui, lorsque ce signal ou ces signaux présente(nt) un écart en plus ou en moins par rapport à une valeur limite prédéfinissable, fournit un signal de sortie.10 La solution suggérée renonce délibérément aux données, dépendant du logiciel, de l'ordinateur d'évaluation et, au lieu de cela, elle simule, à l'aide d'un circuit électrique concret, un algorithme avec lequel un signal, dépendant de la vitesse de rotation, 15 est directement produit à partir des signaux provenant des photodiodes. Ce signal, qui est fonction de la vitesse de rotation, peut ensuite également être compare, d'une manière simple et indépendante du logiciel à une valeur limite prédéfinie.20 Une grandeur, dépendant de la vitesse de rotation et qui soit relativement facile à former, dans une large mesure indépendante d'autres perturbations, c'est le quotient du signal différence par rapport au signal somme des deux photodiodes ci-dessus mentionnées. Par une25 conversion mathématique correspondante, on peut établir, pour la considération de la valeur limite, une inégalité dans laquelle, à la place du quotient, ce sont uniquement des additions et des multiplications qui interviennent, et qui peut être transformée de manière simple par des30 additionneurs, des multiplicateurs électriques et des bascules bistables. Il est ainsi possible de déterminer, d'une manière indépendante de l'ordinateur d'évaluation, des valeurs limites de vitesse de rotation, avec un fonctionnement particulièrement rapide et fiable, si bien35 que des fonctions de sécurité peuvent également y être combinées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins5 annexés, qui montrent: figure 1: l'aspect du signal somme et du signal différence des photodiodes d'un gyromètre à fibre optique en fonction de la vitesse de rotation, et figure 2: un synoptique modulaire d'un générateur de valeurs limites de vitesse de rotation pour un gyromètre à fibre optique. Les signaux représentés à la figure 1 proviennent d'un gyromètre à fibre optique avec coupleur 3 x 3, tel qu'il est connu, par exemple, par DE 39 12 005 C2. Le signal P-Sum est constitué à partir de la somme des signaux P2 et P3, à la sortie du coupleur 3 x 3 du gyromètre à fibre optique; de manière analogue, le20 signal P-Dif est constitué par la différence des deux signaux. Le signal différence P-Dif présente un tracé sinusoïdal avec 3 passages par zéro pour la vitesse de rotation zéro, ainsi que pour plus et moins Q. Pour un premier type d'examen de la valeur limite, le passage par zéro doit être éliminé pour la vitesse de rotation zéro, si bien que doit être remplie la première condition, dans laquelle le signal somme P-Sum est plus grand qu'une valeur L2 prédéfinissable, donc: P2 + P3 > L2- Pour des raisons d'échelle, le signal somme doit également être pourvu d'un facteur d'échelle n, ce qui donne: n(P2 + P3) > L2- Selon une autre possibilité, la valeur limite L2 peut également être liée au signal de référence P1 d'une diode de surveillance située dans la ligne d'arrivée de lumière du coupleur 3 x 3. L'inégalité est alors la suivante: n (P2 + P3) > L2 P1- En tant que seconde condition, le quotient établi à partir du signal différence P-Dif et du signal somme P- Sum, complété par une valeur d'équilibrage k, ne doit pas dépasser une valeur limite L1. L'inégalité est alors de IP2 - P3 + k(P2 + P3)I sortie du multivibrateur bistable 2.1, à une porte ET 4. La sortie de cette porte 4 fournit alors en tant que 0 logique ou en tant que 1 logique, respectivement, un signal de sortie de non dépassement ou de dépassement des valeurs limites de vitesse de rotation prédéfinies. Une deuxième possibilité pour la détermination d'une valeur limite de vitesse de rotation est globalement l'inverse de la solution qui vient d'être décrite et elle est globalement basée sur le fait que, les passages par zéro, représentés à la figure 1, sont supprimés pour les vitesses de rotation plus ou moins Q, et que seul est pris en compte l'environnement du passage par zéro lors de la vitesse de rotation zéro. Si la vitesse de rotation dépasse une valeur prédéterminée, définie par L3, autour de la vitesse de rotation zéro, alors un signal de sortie doit être émis. Pour ce faire, les éléments de circuit20 1.1, 2.1 et 4, montrés à la figure 2, ne sont pas indispensables. En outre, dans les multivibrateurs bistables 2.2 et 2.3, la valeur L3 P-Sum. Pour les deux exemples de circuits, tels que montrés plus haut, le signal de sortie est indépendant des variations de puissance de la source de lumière du gyromètre à fibre optique. D'autre part, un circuit câblé peut également permettre de détecter la défaillance de la source de lumière, par établissement de l'inégalité30 P-Sum > L4. La valeur limite L4 est en outre choisie de telle manière que le signal somme positif, mais cependant petit, présent pour la vitesse de rotation Q = 0,, tombe au-dessous d'une valeur limite, ce qui devrait signaler la défaillance de la source de lumière. Les35 valeurs limites correspondantes L1 à L4 sont réalisées de manière concrète et réglées par l'intermédiaire de résistances choisies en conséquence. Bien que l'invention ait été particulièrement montrée et décrite en se référant à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il sera compris aisément par les personnes expérimentées dans cette technique que des modifications dans la forme et dans des détails peuvent être effectuées sans sortir de l'esprit ni du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1. Générateur de valeurs limites de rotation pour un gyromètre à fibre optique avec coupleur 3 x 3 et ordinateur d'évaluation, pour le calcul de la vitesse de rotation à partir de signaux provenant des photodiodes du gyromètre à fibre optique, caractérisé par un circuit électrique indépendant de l'ordinateur d'évaluation, et au moyen duquel est simulé un algorithme pour produire, à partir des signaux provenant des photodiodes, au moins un signal dépendant de la vitesse de rotation, et qui, lorsque ce signal ou ces signaux présente(nt) un écart en plus ou en moins par rapport à une valeur limite prédéfinissable, fournit un signal de sortie.15 2. Générateur de valeurs limites de rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les inégalités suivantes sont simulées par le circuit électrique et en ce qu'elles sont liées au moyen d'une intersection logique:20 IP2 - P3 + k(P2 + P3)1 L2 ou n(P2 + P3) > L2 ou n' (P2 + P3) > L2 P1 o P1 = signal d'une diode de surveillance du gyromètre à fibre optique P2 = signal d'une deuxième photodiode du gyromètre à fibre optique P3 = signal d'une deuxième photodiode du gyromètre à fibre optique k, n, n' = constantes L1 = valeur limite de la vitesse de rotation maximale, ou bien minimale L2 = valeur limite pour l'exclusion de la vitesse de rotation zéro 3. Générateur de valeurs limites de rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'inégalité suivante est simulée par le circuit électrique: IP2 - P3 + k(P2 + P3)I > L3(P2 + P3) o L3 = valeur limite de la vitesse de rotation maximale, ou bien minimale. 4. Générateur de valeurs limites de rotation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le circuit électrique est conçu exclusivement en tant qu'électronique analogique.