Динамический диапазон датчика

Типичная характеристика датчика, в котором используется такой способ обработки. Однако было обнаружено, что схема обработки увеличивает уровень выходного шума на 30 дБ/уТц, таким образом, существенно снижая разрешение и уменьшая динамический диапазон датчика. Это показывает, что схема обработки сигнала после фотодетектора требует тщательной разработки и выбора компонент.

image79

Также был продемонстрирован простой одноосевой волоконно-оптический акселерометр, основанный на эффекте фотоупругости. В этом случае основная конфигурация измерений аналогична представленной. Масса в 16 г, прикрепленная к грани х фотоупругого элемента, позволяет преобразовывать силы, обусловленные ускорением, в напряжение материала. Было протестировано два различных типа чувствительного фотоупругого материала: пирекс и полиуретан. Размеры стеклянного элемента составляли 0,6х0,6х1,2 см и оптическая длина пути 0,6 см. Полиуретановый элемент имел размеры 1,0х0,6х1,5 см при оптической длине пути, также равной 0,6 см. Прибор оценивался двумя способами. Во-первых, определялся отклик чувствительного элемента на статическую нагрузку. Это обеспечило прямое измерение коэффициента оптической чувствительности материала на рабочей длине волны лазерного диода с волоконными выводами RCA С86007, равной 820 нм.

image80

Для элементов из стекла и полиуретана, соответственно, эти коэффициенты составили: /(стекла) = = 0,13 МПа/полоса/м и /(полиуретана) = 104 Па/полоса/м. При втором измерении одновременно волоконно-оптический акселерометр и эталонный акселерометр Bruel&Kjaer, типа 4371, были жестко закреплены на вибрационном столе Cleveland, модель VP-7-2, и подвергнуты вертикальному ускорению с частотой 100 Гц. Измерения выходных сигналов, проведенные спектроанализатором Tektronix 7LS, позволили определить динамические отношения сигнал/шум так, что минимально обнаружимое ускорение можно было вычислить из уравнения. Экспериментально определенные минимально обнаружимые пиковые ускорения для стеклянного и полиуретанового элементов составили 1,5х10-3 и 8,5х10~5 см/с2 соответственно. Теоретические минимально обнаружимые ускорения составляли 6,5х10~4 и 1,7х10-5 см/с2 для тех же элементов, что указывает на то, что по крайней мере при частоте 100 Гц существует приемлемое соответствие между теорией и реальными характеристиками. Источником расхождений, вероятно, стал амплитудный шум от лазерного диода, являющегося источником излучения.

См. также:  Квазинепрерывные потери при микроизгибах