Волоконно-оптические преобразователи на основе внешней модуляции

Эту группу ВОП НВ можно разбить на две подгруппы в зависимости от базового эффекта, определяющего влияние измеряемой величины на интенсивность светового потока:

– ВОП на основе влияния измеряемой величины на отражающий СП;

– ВОП на основе влияния измеряемой величины на интенсивность проходящего по СП световому потоку.

Принцип модуляции в ВОП первого типа можно проиллюстрировать следующим образом (см. рис.1). Пусть имеется два коаксиальных светодиода 2 и 4 расположенные с зазором D, между параллельными торцами которых помещено непрозрачное тело 3, положение которого в пространстве зависит от ИВ. Допустим, что 2 – осветительный светодиод, а 4 – приемный.

Рис.5.1. Волоконно-оптический преобразователь неэлектрической

величины одновходовой (однокомпонентный).

Пусть осветительный СВ 2, оптически связан с ИС – СДД-1, на другом торце перекрывается шторкой 3, положение которой в пространстве определяется ИВ. Если предположить, что яркость света постоянная по сечению луча, достигающего приемного СВ, то световой поток на выходе приемного СВ, поступающий на приемник излучения ФД –5 будет пропорционален не заштрихованной части сечения приемного СВ.

В этом случае связь сигнала ФД и ИВ будет однозначной, если и имеет вид

, (5.1)

где ; – радиус приемного СВ; Dr₀ – открытая начальная часть сечения; Dr – смещение потока, достигающее относительно оси симметрии приемного СВ.

Эта зависимость представленная на рис.4.2, а имеет линейный участок в диапазоне изменения определяемом неравенством

. (5.2)

Зависимость имеет некоторую неоднозначность так как значение не может быть известно точно. Поэтому удобнее пользоваться зависимостью

, (5.3)

(5.4)

Рис.5.2. Функция преобразования волоконно-оптического

преобразователя: а) с внешней модуляцией, б) при различных .

Из рис.4.2,б видно, что при соответствующей начальной юстировке () ВОП такого типа будет вносить небольшую нелинейность в результате измерения.