Метод преодоления эффектов гистерезиса

Показан график зависимости от постоянного поля #о, полученный в результате измерений при помощи волоконного магнитометра, работающего на длине волны А = 0,83 мкм и включающего в себя полосу металлического стекла, встроенную в покрытое защитной оболочкой одномодовое оптическое волокно длиной L — 2Ъ см. Для возбуждения использовалось магнитное поле, имеющее среднеквадратичную напряженность 6,0 мЭ на частоте 1 кГц. Доля линейного выхода соответствует С — 1,0 х 10“6 Э“2.

Из графика очевидно, что получилась кривая гистерезиса; такой эффект проявляется почти во всех устройствах, в которых используются магнитные материалы, его следует принимать во внимание также и при разработке магнитострикционных волоконно-оптических датчиков. Метод преодоления эффектов гистерезиса будет рассмотрен далее.

При требуемом режиме работы волоконно-оптических датчиков возможность регистрации сигналов на частоте и ограничена собственным фазовым шумом интерферометра. Мощность фазового шума интерферометра обычно зависит от частоты как 1//, и при частотах выше 1 кГц фазовый шум правильно сконструированного волоконного интерферометра может быть легко сведен к диапазону 1-10 мкрад//Гц. При особенно хорошем источнике и симметричном хорошо изолированном интерферометре могут быть достигнуты значения меньше 1 мкрад/у/Тц. Однако при частотах порядка 1 Гц фазовый шум, достигающий значений 1-10 мрад//Гц, не является чем-то примечательным даже в интерферометрах, сконструированных соответствующим образом. Он обусловлен медленными случайными изменениями температуры лазера, а также разностью температур и механических напряжений волокон двух плеч интерферометра. Необходимость использования возмущающего сигнала вытекает непосредственно из этой проблемы низкочастотного фазового шума. Смешивание возмущающего поля с измеряемым полем улучшает отношение сигнал/шум не только за счет повышающего преобразования сигнала до частот, при которых шум интерферометра ниже, но также за счет повышения уровня сигнала в результате умножения низкочастотного поля на амплитуду возбуждающего поля. При условии, что общая (постоянная + переменная) напряженность поля мала настолько, что модель когерентного вращения остается применимой, это означает, что увеличение амплитуды возмущения прямо увеличивает отношение сигнала на частоте возмущения к шуму интерферометра.

См. также:  Перекрестные помехи