Top Banner
E Core 1000 KVH E Core 1000 Fiber Optic Gyro Technical Manual
21
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: kvh E-core 1000

E•Co

re™

1000

KVH E•Core 1000 Fiber Optic Gyro

Technical Manual

Page 2: kvh E-core 1000

Congratulations!������������

��� ��������������������������������������������������������������

����������� �����������������������������������������!���������������"����#���$� ����#

�������� #�������#���!���������������%�&�!�����!'�!��#��(����������������#���!�����

����������������!�'��������������������)���!�$����������������'�!��$�������������������!�

��)�� ��������������� ������!������ ��!����������������)�� #��������"�������!

�*+,������$� ����%

���������������������������� ��������'��������!��� �#��������������� �������������

����� ������$�!��������������������������������'������ �������������#�����������������#���!

�����!�������$����$�������������%

+���!������$������-�������#��������#����� ������#��������!������������.

����/�!�������#�/��%

0 �����������������

1�!!���'�#�2/� 3453�6+7

���.�5 ���4589::38

��(.�5 ���45;9 50

�9����.����<)$�%��

/�������.�����,,'''%)$�%��

����*����=%�059 �34�2�$%�7�

��;;;#�����/�!�������#�/��%

��������������!����)�������/�!�������#�/��%

�������!�7�� ��

�������� ������!����!����)��������/�!�������#�/��%

Page 3: kvh E-core 1000

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

Page 4: kvh E-core 1000

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

Page 5: kvh E-core 1000

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��������"�� ���!����!��������

����(���������������!��������'������������!%

Page 6: kvh E-core 1000

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.

Page 7: kvh E-core 1000

54-0128 Rev. A1 3

Figure 1. Interface Control Drawing

: B3.625"

4.32"

0.08"

Page 8: kvh E-core 1000

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)

Page 9: kvh E-core 1000

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.

Page 10: kvh E-core 1000

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.

Page 11: kvh E-core 1000

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����!����������!���'������%

Page 12: kvh E-core 1000

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&������� �������%����������!��'��

���!������!�����������!�� ��������������!������������������������� ��������!��

�����$�!���� !� ���!%�*�� ���!�� ���������������������������!����������%

Page 13: kvh E-core 1000

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��������!����������������!

������������������������������������-����!%�+���������������������������������������

�����������#������������������������������������� �$��� ������$���������������������!

�����������������������$�%������������%

Page 14: kvh E-core 1000

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

Page 15: kvh E-core 1000

54-0128 Rev. A1 11

4 CE Mark�����J���� � �����������������������������������1��)������!�����!�������

���'�� �!���������.

Page 16: kvh E-core 1000

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

Page 17: kvh E-core 1000

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)

Page 18: kvh E-core 1000

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���� ������$�!�����$����'��������!

Page 19: kvh E-core 1000

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���!�������� ���!%

Page 20: kvh E-core 1000

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

Page 21: kvh E-core 1000

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.