В.В.Климаков– к.т.н., доцент кафедры «Промышленная электроника»
SPIN-код: 2185-8822

В.Ю.Мишин– к.т.н., доцент кафедры «Электронные приборы»
SPIN-код: 6154-0270

Д.А.Морозов– к.ф.-м.н., доцент кафедры «Электронные приборы»
SPIN-код: 1859-7312

А.Е.Серебряков– к.т.н., доцент кафедры «Электронные приборы»
SPIN-код: 6279-5452

С.В.Устинов– преподаватель

М.В.Чиркин – д.ф.-м.н., профессоркафедры «Электронныеприборы»,
Почетныйработник высшего профессионального образования РФ,
Лауреат премии Рязанской области по науке и технике
SPIN-код: 2622-3740

Постановка проблемы. В современных инерциальных навигационных системах для измерений угловых перемещений и угловых скоростей используются малогабаритные гироскопы на основе кольцевых гелий-неоновых лазеров. Особенности тлеющего разряда низкого давления в узких каналах как электрической нагрузки заключаются в положительной реактивной и отрицательной активной составляющих его комплексного сопротивления, что создает предпосылку для возбуждения автоколебаний в результате развития ионизационной неустойчивости. Ранее был разработан метод определения порога неустойчивости электрической цепи, включающей симметричный двухплечевой разряд в кольцевом гелий-неоновом лазере. Недостаток данного метода состоит в том, что он не учитывает влияние на устойчивость токов смещения через распределенную емкость между разрядным каналом и заземленным экраном, которым является металлический корпус лазерного гироскопа.

Цель. Создать метод определения влияния распределенной электрической емкости на порог развития неустойчивости в электрической цепи, включающей экранированный тлеющий разряд постоянного тока.

Результаты. Разработан метод определения порога неустойчивости электрической цепи, включающей симметричный двухплечевой разряд в кольцевом гелий-неоновом лазере, с учетом распределенной емкости, между положительным столбом разряда и заземленным металлическим корпусом лазерного гироскопа в широком диапазоне изменения температуры окружающей среды. С помощью разработанного метода определена зависимость критических значений балластных сопротивлений от температуры, которая характеризует границу неустойчивости электрической цепи. Выполнено сравнение результатов с данными полученными на модели положительного столба с сосредоточенными элементами.

Практическая значимость. Полученные результаты создают основу для обоснованного выбора номиналов балластных сопротивлений для кольцевых лазеров, обеспечивающего устойчивое горение разряда постоянного тока во всем рабочем диапазоне температур.

1. Кузнецов А.Г., Молчанов А.В., Чиркин М.В., Измайлов Е.А. Прецизионный лазерный гироскоп для автономной инерциальной навигации // Квантовая электроника. 2015. Т. 45. № 1. С. 7888.
2. Дао Х.Н., Климаков В.В., Серебряков А.Е., Мишин В.Ю., Молчанов А.В., Чиркин М.В. Нестационарнный ионизационный баланс в двухплечевом разряде и нестабильность дрейфа лазерного гироскопа // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. 2018. № 66-2. С. 8289
3. Улитенко А.И., Климаков В.В., Молчанов А.В., Чиркин М.В. Выравнивание температурного поля в бесплатформенной инерциальной навигационной системе на лазерных гироскопах // Радиотехника. 2012. № 3. С. 171177.
4. Молчанов А.В., Морозов Д.А., Устинов С.В., Чиркин М.В. Модуляционные исследования газоразрядной плазмы в гелий-неоновом лазере // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. 2015. № 54. Ч. 2. С. 115120.
5. Александров Л.С., Перебякин В.А., Степанов В.А., Чиркин М.В. Динамика пространственно однородной плазмы разряда в инертных газах// Физика плазмы. 1989. Т. 15. № 4. С. 467473.
6. Морозов Д.А., Степанов В.А., Чиркин М.В. Распространение возмущений в экранированном канале ионизированного газа// Известия академии наук. Серия физическая. 2000.Т. 64. № 7. С. 14231430.
7. Удальцов Б.В., Царьков В.А. Исследование реактивных колебаний в разряде симметричного двуханодного неон-гелиевого лазера// Радиотехника и электроника. 1986. Т. 31. № 5. С. 938944.
8. Chirkin M.V., Filatov D.S., Molchanov A.V., Osetrov I.V. Suppressing instability in the electric circuit of screened glow discharge// Proc. of 4-th International Conference «Plasma Physics and Plasma Technology». Minsk. 2003.V. 1. P. 8487.
9. Чиркин М.В., Устинов С.В., Мишин В.Ю. Устойчивость симметричного двухплечевого разряда постоянного тока в кольцевом гелий-неоновом лазере // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. 2019. № 69. С. 193201.
10. Morozov D.A., Stepanov V.A., Chirkin M.V. Generation of a fast ionization wave in a positive column of a nonsteady gas discharge // Plasma physics reports, 1998. V. 24. № 7. P. 606611.
11. Морозов Д.А., Степанов В.А., Чиркин М.В. Распространениевозмущенийвэкранированномканалеионизированногогаза // Известия академии наук. Серия физическая. 2000. Т. 64. № 7. С. 14231430.
12. Ermachikhin A.V., Litvinov V.G. An automated measuring system for current deep-level transient spectroscopy // Instruments and Experimental Techniques.2018.V. 61. № 2. P. 277282