E • Core ™ 1000 KVH E • Core 1000 Fiber Optic Gyro Technical Manual
Oct 23, 2014
E•Co
re™
1000
KVH E•Core 1000 Fiber Optic Gyro
Technical Manual
Congratulations!������������
��� ��������������������������������������������������������������
����������� �����������������������������������������!���������������"����#���$� ����#
�������� #�������#���!���������������%�&�!�����!'�!��#��(����������������#���!�����
����������������!�'��������������������)���!�$����������������'�!��$�������������������!�
��)�� ��������������� ������!������ ��!����������������)�� #��������"�������!
�*+,������$� ����%
���������������������������� ��������'��������!��� �#��������������� �������������
����� ������$�!��������������������������������'������ �������������#�����������������#���!
�����!�������$����$�������������%
+���!������$������-�������#��������#����� ������#��������!������������.
����/�!�������#�/��%
0 �����������������
1�!!���'�#�2/� 3453�6+7
���.�5 ���4589::38
��(.�5 ���45;9 50
�9����.����<)$�%��
/�������.�����,,'''%)$�%��
����*����=%�059 �34�2�$%�7�
��;;;#�����/�!�������#�/��%
��������������!����)�������/�!�������#�/��%
�������!�7�� ��
�������� ������!����!����)��������/�!�������#�/��%
54-0128 Rev. A1 i
Table of Contents
1 Introduction.........................................................................11.1 Applicability..............................................................................................1
1.2 Product Description.................................................................................1
2 Installation ..........................................................................42.1 Unpacking.................................................................................................4
2.2 Preliminary Testing..................................................................................42.2.1 RA1100 (Analog Output) .................................................................................. 4
2.2.1.1 Test Procedure................................................................................................. 5
2.2.2 RD1100 (Digital Output) ................................................................................... 6
2.2.2.1 Test Procedure................................................................................................. 7
2.3 Installation Tips........................................................................................82.3.1 Attitude and Orientation.................................................................................... 8
2.3.2 Vehicle Installations.......................................................................................... 8
2.3.3 Power Connection ............................................................................................ 8
2.3.4 Data Connections............................................................................................. 9
2.3.5 Sensor Zero Offset........................................................................................... 9
3 Troubleshooting ................................................................10
4 CE Mark.............................................................................11
Appendix A Digital Interface Specification .....................................12A.1 Digital Data Output Functions...............................................................12
A.2 Specifications.........................................................................................12
A.3 Data Group Structure.............................................................................13
A.4 Message Contents and Scaling ............................................................14
Appendix B Product Information....................................................16B.1 Patent Protection ...................................................................................16
54-0128 Rev. A1 ii
List of TablesTable 1. Part Numbers .............................................................................................1
Table 2. Product Specifications..............................................................................2
Table 3. Electrical Interface (Analog) .....................................................................4
Table 4. Electrical Interface (Digital) ......................................................................6
Table 5. Troubleshooting Issues ..........................................................................10
Table 6. Specifications ..........................................................................................12
Table 7. Data Format..............................................................................................13
Table 8. Message Contents ...................................................................................14
List of FiguresFigure 1. Interface Control Drawing .......................................................................2
Figure 2. Test Cable Wiring Diagram......................................................................7
54-0128 Rev. A1 1
1 Introduction
1.1 Applicability����������������������/�!�������������� ����������������� ���%�������������!
������������������������#�����������#������������� ��!�������!�����!�����������$�!�!#���
'�������������������������� � ��!�%��������������$�����!���27�� ���!�2>�� �����
����'�����������'�� �������������#������'������������.
Table 1. Part Numbers
Model No. Voltage Output Part Number
RA1100 12 VDC Analog 225210-1
RA1100 24 VDC Analog 225210-6
RD1100 12 VDC RS232 225140-1
RD1100 12 VDC RS422 225140-2
RD1100 24 VDC RS232 225140-6
RD1100 24 VDC RS422 225140-7
1.2 Product Description����27�� ���!�2>�� ������ ����������� ��9�(����������������������������������������
������������'�!����� �����������"����#������� ���!���$� ����������������%�?���!��
����������"����9���������� ���������!��������������������� ������������� �#����
� ��������������������������������� ������������� ��������������!�������9������������
������%��������� ��������������������3��>���35��>�����!�����!��'��#�����!�$����
��!������������������ �$��� ���������������������������(���������������������
!� �������������!�������-��$������!� ����������%������� �������������������������
���� ����!����� �����9�������� ������'��� ��������!������������������������!%
����27�� ���!�2>�� ������������� ������������9��������"�� ���!����!��������
����(���������������!��������'������������!%
54-0128 Rev. A1 2
*�!���������������������� �$������������3%�=��������������'���������!����������!���
��'����������������������������!�� ����������$��������������� ���%�*���������!�����������
����������������)�� ��������������'���������������!�����������%�7�����������������
!��'�� ��/>������������� �����!��������#���������������������!������� ������ ������
�����$�!�!������ �����#�@/��������������>��'�� A%
Table 2. Product Specifications
Attribute Specification
Performance
Input rotation rate to � 100 degrees/second max.
Angle random walk
deg/hr/rt-Hzdeg/rt-hr
200.33
Bias stability
Fixed temperatureFull temperature
2-4�/hr, 1 sigma0.4�/sec peak to peak
Scale factor linearity
Constant temperatureFull temperature
< 0.5%< 2% RMS*
Physical
Dimensions 115mm x 90mm x 41mm (4.5" x 3.5" x 1.6")excluding connector
Weight 250 gm (0.55 lb.)
Operating Temperature -40�C to +75�C (-40°F to +167°F)
Storage Temperature -50�C to +85�C (-58°F to +185°F)
Power (transient and reverse polarityprotected)
+9 to +18 VDC (12 V nominal) OR+18 to +36 VDC (24 V nominal)Analog 2W; digital 3W
Interface
Sensor Output
Analog (RA1000)
Digital (RD1000)
+2.5 VDC (zero rotation) � 2 V, into 10K�(20 mv/deg/sec scale factor)RS232, RS422
Connector 15-pin subminiature D-sub (DA15P)
* Digital (RD1000) units have factory-loaded internal compensation to meet 1% RMS scale factor,full temperature.
54-0128 Rev. A1 3
Figure 1. Interface Control Drawing
: B3.625"
4.32"
0.08"
54-0128 Rev. A1 4
2 Installation
2.1 Unpacking��������� ����!�������������!��������������!���)��'�����������!���!������%�/����
�� ����!�������������)�� ��������������������!���������$���������������!�������������������!
������������%�>� �����������$����������������!����!��������������'�������)� �����
������!��)%
2.2 Preliminary Testing&���� ��������������!����������������������"����������������������������������������
��!���%����������'����$����������������������!���������������������� %�?����������
!� �������!����� �$������������������!�!�������������!���$��!���������������#����
���������"�������������������$����������!�������!���������������'%
2.2.1 RA1100 (Analog Output)
���������-�����������!�!������C�3��>�����C35��>��'�����������!����!�� ������
�'��������#���!� �����$����������!�������� �>9������������������'���!��������!����
'����������:%
Table 3. Electrical Interface (Analog)
Pin Function Characteristics
1 +12 VDC input * + 12 VDC at 170 ma
2 Power common - - -
3 Spare - - -
4 +24 Vdc input * +24 VDC at 85 ma
5 Spare - - -
6 VSS Out (odometer) TTL LOW pulse, 0-2550 pps
7 Reverse Out TTL LOW = Reverse
8 Fault TTL LOW = FAULT
9 Temperature 0�C = 2.5 VDC, scale factor 20 mv/�C
10 Chassis ground - - -
(Continued on the Next Page)
54-0128 Rev. A1 5
Table 3. Electrical Interface (Analog) (continued)
Pin Function Characteristics
11 Rate Output +2.5 VDC (ref.) � 2 V into 10K �,20 mv/deg/sec
12 Rate/temperature ref. +2.5 VDC into 10K �
13 VSS In (Odometer) +2 to +40 VDC, 0-2500 Hz
14 Reverse In +2 to +40 VDC
15 Signal Common - - -
*Apply +12 VDC at pin 1 for part numbers 225210-1, 225140-1, and 225140-2, only; apply +24 VDC atpin 4 for part numbers 225210-6, 225140-6, and 225140-7, only. Case ground may be supplied either by an external ground connection to chassis ground at pin 10 orthrough the enclosure mounting flange if it provides a good ground. Case ground connections to bothpoints may result in a ground loop.
2.2.1.1 Test Procedure�% �*����������!���������������������'�������������� ���������!'�%
3% ������C�3������������C35��>�������5D������������ ���!��
����3%
:% ����������$���������������������#���!����� ���!��������0%
5% 1�����������$��� �%�/������!����������!��3%0��� %3��>%
0% ����������$��������������������!��3#�'���������3�����������������
�����!�������������!�%��/����!�������������������������$����������������
�����0���������� ���� ���!%������������������� ���������������"��
������������������%�
B% ���������� �����!���'����������������!�����������������'������
��!���������!��������������)'����%������������!�$��� ������!
����������$�%�2�$���������!���������������������)'����%����
������$��� ������!����� ��������� ���$��!�������%��=���������������
��!������������������������'����������������������������$��� �%�
8% ����������$�������������$�����!�������4D�������������� ���$�����!
�������0%�7���E��/��� �����C0��>�������������!��������$�!%
If an analog-to-digital converter is used to digitize theoutput, ensure that a sufficient dynamic range is maintained.A minimum of 12 or 14 bits is recommended.
54-0128 Rev. A1 6
2.2.2 RD1100 (Digital Output)
��������� �����2>�� ������ ��#��-����������-����!������!�����C�3��>�����C35��>
�'�����������!����!�� ��������'��������#���1+9>�+���������������������!��
����� �>9������������������'���!������'�����������5%�7����������������!�������������!
������������� ��#��'������������!����������������������!������ ����3#�@����������&����
>�� ���A%������!� �����$����������� ���������������!���������'����!��)����#�'���������!
�����������!��������!�����'������������������$�!�!��������2�7>1�%�F������%�*�����������
�������!��)����������!���������������������������� �������-������!���������!�����������
!������������!� ��������������%
Table 4. Electrical Interface (Digital)
Pin Function Characteristics
1 +12 VDC input + 12 VDC at 170 ma
2 Power common - - -
3 Spare - - -
4 Spare - - -
5 Spare - - -
6 Spare - - -
7 Tx1 (host) RS232 or RS422, 9600 baud
8 TX1- RS422 only
9 Spare - - -
10 Spare - - -
11 Chassis ground - - -
12 +24 VDC input +24 VDC at 85ma
13 VSS In (odometer) +2 to +40 VDC, 0-2500 Hz
14 Reverse In +2 to +40 VDC
15 Signal Common - - -
*Apply +12 VDC at pin 1 for part numbers 225140-1 and -2, only; apply +24 VDC at pin 12 for partnumbers 225140-6 and -7, only. Case ground may be supplied either by an external ground connection to chassis ground at pin 10or through the enclosure mounting surface if it provides a good ground. Case ground connections toboth points may result in a ground loop.
54-0128 Rev. A1 7
Figure 2. Test Cable Wiring Diagram
2.2.2.1 Test Procedure�% *����������!���������������������'�������������� ���������!'�%
3% ����������>��'�����������C�3���������D�C35���������3�#
���!��������3���!���%
:% ��������������!������-�����������'����������������� ���%����
����������������1������!�����������1��%
5% &�������� ������������#�������!�����!����������!�������������
����(�������� %3�!� ,���%�/����!����������� ������$�!����������!������
�����!#�����)�����'���� ����������!������������������%�/��������
��������������������!��!���������������� ������$������"������!���
������%��������������������;B ����!#�4�����#���������%
0% 6�������76��G�2�������!�������������������9�������������$��%
B% ���������� �����!���'������������������)'���%�7������$������
����!������!�����!%�2��������������������!��������'���������������
�� ���$������%
8% �����76E����!����������!���'������%
54-0128 Rev. A1 8
2.3 Installation Tips2.3.1 Attitude and Orientation
�����(���������������������!������������������������������� ��������%��������'���!�����
�� ����������!���������!��������� ���!����������!������������������������� �����������$�9
�� ������%�=�������������������!����������������!�����!��!'�#��������#�'�������
������ ��� ����D��������'���!�������� ����������!����������!�����������������'������������
����������$�������%
��������"����������������!������������ ��������������$���(��������� ��#�����������
������������!�����������������������������������������������(���'��������$��!� ����%�/������
����������$�!#�����������!����'��������������!�������������������������������
������ �������� ��%
2.3.2 Vehicle Installations
������������������������������������!��������!��������������$��������������!�������%�1��
$�����������������������������������)#��������!����������������!���!���������������'����
���������������!��������� ����)�%������!��������!��������(���!���!����������� ����
�������!��������!�%����� �������!������������!�'�������3��������������������������
�� ����������!�%
�����!���H��������������������� �������������������������������'���������������!����!
�'������������������������ �������������'��������������!���$���%�������������������!������
������������'������������������������������� % 5:��I��B0���I��������������%�/������������
�������#����������������������������������������!�����������!������������������������!����%
2.3.3 Power Connection
��������� ������!��� ��!�������������!�������!�����!��'���'��������������!�������%�/����
�������!�� ��������$�����$��� ������������!���������������������(��������!���������
������������������%���������$��� ��!����������������#�����������'���� �� ����35�7&����
�� ����!�����������!���0��������!����������3 �7&������� �������%����������!��'��
���!������!�����������!�� ��������������!������������������������� ��������!��
�����$�!���� !� ���!%�*�� ���!�� ���������������������������!����������%
54-0128 Rev. A1 9
2.3.4 Data Connections
����������� �������$������#�������������������!����������������������!�����������!��
���� 9�9!� ������7,>����$������������%�/����!������������������7,>���$������������!#�����"��
������������'�����������!����� ��>��� ���%�/��������$������������ ��9��!�!#�����������
�������!��� ���� ���!���������������!���������"�!D������������������"���������������'���
�������!���C3%0��>#���!�'�����������������������������!�����������������������%����
��������������!������!��'�����'����!������!�!������'����#�'�������������!��������!������
3���!��������������������!���������7,>���$��������!%���������������������������!�!��
����������'�������� ������!������� ��������������D��'�������!�����'������!�!'�����
�����#��������� ���������������������������%
2.3.5 Sensor Zero Offset
7��'��������������#����� ���������"����������������%�%#����������"����������������
��������!������������������"���%�/�����������������������������������������������������
0���: �����!��'�������� ������)�'�������������������!����������$��� ��������
�������������������"��������%������������'��!������������������!������������������!�� �
�����������!�� �'��������������������%��������������������9��������!����������������!
������������������������������������-����!%�+���������������������������������������
�����������#������������������������������������� �$��� ������$���������������������!
�����������������������$�%������������%
54-0128 Rev. A1 10
3 Troubleshooting��������������������!�!�����$�!�������������������!��������� ��������������(�����������
������ ���!��������������������������������!����������������� �!�������!����+������3%
The E•Core 1000 is supplied as a sealed unit. Breaking theQA seals voids the warranty and may violate the contractunder which the unit was supplied.
The warranty does not apply if the unit has been damagedby misuse or as the result of service or modification otherthan by KVH Industries.
Table 5. Troubleshooting Issues
Symptom Possible Cause Comment
No Output No DC power Use supplied test software toverify output
Internal fault Fault line level (pin 8) shouldbe TTL high (5VDC)
Erratic or low output Faulty ground Ground shield at gyro endonly
Magnetic field near sensor Check for new wiring orequipment
Improper output impedance Check load impedance forminimum 10k�
High Noise Ground loop Check grounds and grounding
54-0128 Rev. A1 11
4 CE Mark�����J���� � �����������������������������������1��)������!�����!�������
���'�� �!���������.
54-0128 Rev. A1 12
Appendix A Digital Interface Specification
A.1 Digital Data Output Functions� 7� ������� �9���9����������'�����B9������������%������������ ��������
������������� �!� ����,����!�$�������'�����������!���!������
���� ����!%������������� %������!�������������� �!� ����������������
��(������� �!� ����,����!������������%
� ������������������'��������� ����K00L���C� ����!�����������
�� % 0�
� �������M� �
� ?����9���������?/��#� ����������������
� ���+61
A.2 SpecificationsTable 6. Specifications
Data Type Definition/Setting
Interface format Serial asynchronous, RS-232e or RS-422
Characters per data group 8
Character format See Table 7
Baud rate 9600
Parity No parity
Start bits 1 (LO Level)
Stop bits 1 (HI Level)
Data bits 8 (Logic 1 = HI, Logic 0 = LO)
Intercharacter spacing None
Character group spacing 0.1 second or 0.01 second
Character group spacing accuracy 0.001 second
Group synchronization Embedded
Connector type 15 Pin (D-Subminiature) Male
54-0128 Rev. A1 13
A.3 Data Group Structure����������'����������� ��9����������!���� ���������������!��������������������� ��4#�'���
��������������� �������������������������%�/��������8#�> ���>8�������������������������#
'�����> �������������������������!�>8�����������������������������������%�/��������'�����
��������������!����������������� ��9����!���� ���%�������4���'���������������������!���
���%�+����� ������������!�������!����������������%
Table 7. Data Format
Character 1 D0 DATA49 Character 5 D0 DATA21
D1 DATA50 D1 DATA22
D2 DATA51 D2 DATA23
D3 DATA52 D3 DATA24
D4 DATA53 D4 DATA25
D5 DATA54 D5 DATA26
D6 DATA55 D6 DATA27
D7 SYNCBIT (HI) D7 SYNCBIT (LO)
Character 2 D0 DATA42 Character 6 D0 DATA14
D1 DATA43 D1 DATA15
D2 DATA44 D2 DATA16
D3 DATA45 D3 DATA17
D4 DATA46 D4 DATA18
D5 DATA47 D5 DATA19
D6 DATA48 D6 DATA20
D7 SYNCBIT (LO) D7 SYNCBIT (LO)
Character 3 D0 DATA35 Character 7 D0 DATA7
D1 DATA36 D1 DATA8
D2 DATA37 D2 DATA9
D3 DATA38 D3 DATA10
D4 DATA39 D4 DATA11
D5 DATA40 D5 DATA12
D6 DATA41 D6 DATA13
D7 SYNCBIT (LO) D7 SYNCBIT (LO)
Character 4 D0 DATA28 Character 8 D0 DATA0
D1 DATA29 D1 DATA1
D2 DATA30 D2 DATA2
D3 DATA31 D3 DATA3
D4 DATA32 D4 DATA4
D5 DATA33 D5 DATA5
D6 DATA34 D6 DATA6
D7 SYNCBIT (LO) D7 SYNCBIT (LO)
54-0128 Rev. A1 14
��������,���������!�������������!����������'��������'N����������������������%����
�������� ����������E+?�������'���������!����>7�7 %������������������"������������$������!
���$��'�� �����+O=?/����������� ��9���������� ������������#� #� #� #� #� #� #� ���-�����
����������� �����!���%
A.4 Message Contents and Scaling
Table 8. Message Contents
Bit Name Bit Bit Name Bit Bit Name Bit
DATA0 R0(LSB) DATA19 T3 DATA38 B6
DATA1 R1 DATA20 T4 DATA39 B7
DATA2 R2 DATA21 T5 DATA40 B8
DATA3 R3 DATA22 T6 DATA41 B9
DATA4 R4 DATA23 T7(MSB) DATA42 B10
DATA5 R5 DATA24 C0(LSB) DATA43 B11
DATA6 R6 DATA25 C1 DATA44 B12
DATA7 R7 DATA26 C2 DATA45 B13
DATA8 R8 DATA27 C3 DATA46 B14
DATA9 R9 DATA28 C4 DATA47 B15
DATA10 R10 DATA29 C5 DATA48 X0
DATA11 R11 DATA30 C6 DATA49 X1
DATA12 R12 DATA31 C7(MSB) DATA50 X2
DATA13 R13 DATA32 B0 DATA51 X3
DATA14 R14 DATA33 B1 DATA52 X4
DATA15 R15(MSB) DATA34 B2 DATA53 X5
DATA16 T0(LSB) DATA35 B3 DATA54 X6
DATA17 T1 DATA36 B4 DATA55 X7
DATA18 T2 DATA37 B5
2 ���2�0������������� �������������������'�������������������9� % �!� �������C;;%;;;B;0
!� �������������!�����!��!�����%�����E+?���� % : 0�!� ����,����!%�/������������� ��
������������������������������������ ������$���� %������!�%
� ����8��1���� �������!�� ����8��1���� ��3����$�!����������������'�!����39����
�����������������������#���!����������!��������� ����900���C� �%�� �E+?������ ���B
��$�!��������������!������!��8������������������� ����/����1���� ������!�� ���E����
1���� ��3�%��0���!��B����1���� ��3��������!��'%�1���� ������$�!�����$����'��������!
54-0128 Rev. A1 15
1���� ��3���$�!�����$���� ������#������� ��3�����%��������������������������!��$�����'
����� ��%������������� ���������������� % 0�#���!���"�������-����� �%
? ��������?����9��9������?/�����!��������!����� ����/�!���� ��������������%
?3���!�?:��������� ��������������������3 9����������������%������������������������������
��������$��!��������� �������������������#�������� �'��������E+?���!���!�� �'��������1+?%
7���������1+?#�����������������������������(��!��������� ��'��������E+?%������������������
������������!�!���������+=?/������������������ �����)��?:�%�����+=+O=������?3������� �
'����+= ���������#�����'�����������'%�?����?5���?�0�����������!%
F ���F8������������+61��������!��������� �%��������+61�������������!�������
������������������������������(������!���������#��!���30B���!�������� ���!%
54-0128 Rev. A1 16
Appendix B Product Information
B.1 Patent Protection�������������������'�� �������������������������� �������������������������������.
��������� 0�5#45
0B3#50B
085#:5:
043#530
045#850
0;5#458
BB�#�48
���� �#�5:#�;8
�#3:5# 0
�#3:B#:33
�#354#:4:
�#35 # �0
�#3B8#8;
�#38 # 00
�#3;:#:;8
�#: 5#0BB
3#�:4#4�5
��� � � 3��8�3
��38�308
��;B��B4
�3�0�B85
�305�5B3
������ *: �B5�B;�%5
*:5�45�345%0
*:B�8��;83%3
*:B�44�;0;%4
*:8�8B� �8%:
����� � 3��8�3
B8#�BB9?�,;3
B8#8: 9?�,;�
B;#30:9?�,;:
���� �#0B�#854
�#48 #�50
3# 8B# �3
3#0 ;#04
���������� ��;B��B4
� 3��8�3
�3�0�B85
������������ 5#: 8#;:4
5#008#00�
5#04;#830
5#04;#834
5#BB4#3B5
5#BB;#4�5
5#B;8#48B
5#8�3#4BB
5#800# 3�
5#845#505
5#4�4# 8�
5#;0 #:�4
0# 85#BB0
0#:3:#300
0#:5 #:8�
0#5:8#
0#555#0:5
0#54�#:04
0#0�3#; 5
0#003#448
������������ ��;B��B4
� 3��8�3
��38�308
�3�0�B85
�305�5B3
�#0;;#:50
KVH Fiber Optic Group8412 West 185th Street Tinley Park, IL 60477
Phone: +1 708 444-2800 Fax: +1 708 444-2801E-Mail: [email protected]
Internet: http://www.kvh.com
KVH Industries, Inc.50 Enterprise Center Middletown, RI 02842 U.S.A.Phone: +1 401 847-3327 Fax: +1 401 849-0045E-Mail: [email protected]: http://www.kvh.com© Copyright 1999, KVH Industries, Inc. KVH® and E•Core™ are trademarks of KVH Industries, Inc.