Энкодеры положения

Одна из типичных схем показана на рисунке. Здесь представлена схема с разделением по длине волны (WDM — Wavelength Division Multiplexing). Свет из широкополосного источника вводится в волокно. В показанном на схеме датчике линейных перемещений различные спектральные компоненты разделяются при помощи дихроичных расщепителей пучка или чувствительных к длине волны разветвителей. Отдельные волокна с излучением различных длин волн подходят к дорожкам диска энкодера. Если диск перед волокном прозрачен, свет проходит в собирающее волокно и далее в объединитель. Излучение с интегральным спектром переносится к распределителю по длинам волн. Отдельные фототоки в делителе соответствуют составляющим излучения, прошедшим диск энкодера. Например, на рисунке прозрачны все дорожки диска энкодера за исключением одного, соответствующего длине волны, обозначенной 2. В работе (Fritsch) сообщается о 10 дБ отношении сигнал/шум в 10-битном WDM-энкодере.

image48

Распределители по длинам волн могут быть сконструированы на основе многослойных фильтров, призмы или дифракционной решетки. Был продемонстрирован прием излучения дискретными фотодиодами или матрицами ПЗС. Часто эти элементы объединяются (например, с GRIN-линзами). Во втором методе считывания энкодера используется временное уплотнение коротких импульсов. Схема приведена на рисунке.

Системы этого типа используются в авиации в составе различных оптических устройств. Отдельные каналы разделяются задержками достаточно большими, чтобы отделить перекрывающиеся импульсы излучения.

Многомодовые датчики Фабри-Перо.

История датчиков Фабри-Перо началась с использования интерферометра с параллельными пластинами на рубеже девятнадцатого-двадцатого веков. Датчики напряжения и давления были описаны Фабри и Перо; Меггер и Петерс измеряли показатель преломления. Конечно, в конструкциях всех этих датчиков не использовались преимущества оптических волокон или твердотельных источников света.

Многомодовые датчики имеют ряд основных преимуществ по сравнению с одномодовыми:

Возможность эффективного введения света с недорогих долговечных источников-светодиодов;

См. также:  Шум в магнитострикционных датчиках

Использование легкодоступных соединителей и других оптоволоконных компонентов и удобное окончание волокон.

В датчиках Фабри-Перо можно воспользоваться дополнительными преимуществами применения многомодовых волокон:

Дешевыми чувствительными элементами и

Возможностью для разнообразных типов датчиков использовать одну и ту же считывающую оптику.