Спектральное распределение светодиодного источника

В сопряженном методе преобразователь наоборот функционирует как узкополосный оптический пропускающий фильтр, центральная длина волны которого изменяется в зависимости от исследуемого параметра. Если любой из типов фильтрации имеет достаточно узкую полосу, то изменения огибающей регистрируемого спектра, обусловленные дрейфом источника, модуляцией оптического волокна или другими эффектами, внесут минимальную ошибку в измеренное значение Р, поскольку определение максимума (или минимума) интенсивности будет однозначным.

Кроме того, спектральное распределение одного светодиодного источника может использоваться для нескольких узкополосных сигналов. Такое мультиплексирование по длине волны может уменьшить стоимость системы до конкурентоспособного уровня, несмотря на усложнение оборудования, которое потребуется для регистрации полного спектра в реальном времени. Если выполняемая преобразователем модуляция недостаточно узкополосная, диапазон длин волн существующих светодиодов не допускает мультиплексирования и для обеспечения точной оценки величины измеряемого параметра нормализация регистрируемого спектрального распределения по отношению к спектру источника должна выполняться во времени, по крайней мере, близком к реальному. Этот случай проиллюстрирован. Смещение пика регистрируемого сигнала по отношению к центральной длине волны узкополосного фильтра обусловлено широкополосным источником. Если огибающая источника сдвигается под воздействием температуры или других эффектов,

image82

В используемую при измерениях центральную длину волны фильтра может быть внесена ошибка. Чтобы исключить этот вид ошибок, требуется нормализация регистрируемого спектра по отношению к спектру источника в реальном времени, что компенсирует только оптический дрейф источника и больше ни на что не повлияет. Отсюда можно сделать вывод, что степень «качественности» волоконно-оптического датчика с кодированием по длине волны определяется как отношение ширины спектра используемого оптического источника к ширине спектра кодирования преобразователя.

image83

Чтобы изучить простой пример датчика с кодированием по длине волны, проанализируем волоконно-оптический датчик угла поворота, кодирующий по длине волны. В этом датчике используется режекторное спектральное кодирование, которое не является узкополосным по отношению к спектральному распределению оптического источника. Поэтому это именно тот случай, который позволяет продемонстрировать некоторые проблемы, характерные для этого типа датчиков. При изучении дифракционных датчиков в главе нам уже встречался датчик с модуляцией по длине волны, имеющий относительно узкую полосу пропускания.

См. также:  Причины поломок