у минулому, і з цієї причини зараз ми повернемося до аналізу типу датчиків, що використовують модуляцію по довжині хвилі для кодування інформації про становище.
2.2 Вимірювання параметрів світлового випромінювання
Для більшості оптичних датчиків важливою характеристикою є їх здатність змінювати параметри світлового випромінювання (наприклад, інтенсивність) під дією керуючих сигналів, яка називається модуляцією світла. Управляючі сигнали можуть мати різну природу. Наведемо деякі з них: температура, хімічні речовини з різними коефіцієнтами заломлення, електричні поля, механічне напруга і т.д. У цьому розділі буде розглядатися модуляція світла під дією електричних сигналів і акустичних хвиль.
В
Малюнок 2.9-Електрооптичний модулятор, що складається з двох поляризаційних фільтрів і кристала
Коефіцієнт заломлення в деяких кристалах залежить від прикладеного електричного поля. Це пояснюється природою поширення променів світла всередині кристала. Зазвичай допустимі напрямки поляризації світла визначаються симетрією кристала. Прикладена до кристалу зовнішнє електричне поле може змінити цю симетрію, і, отже, призвести до модуляції інтенсивності світла. Одним з часто використовуваних матеріалів в електрооптичних пристроях є ніобат літію (LiNbO 3 ). На малюнку 2.9 показаний електрооптичний модулятор, складається з кристала, розташованого між двома поляризаційними фільтрами, орієнтованими під кутом 90 В° один до одного Вхідний поляризатор орієнтований під кутом 45 В° до осі кристала.
В
Малюнок 2.10-Акустікооптіческій модулятор, що створює безліч променів
На поверхню кристала прикріплені два електроди, при зміні напруги на яких відбувається зміна поляризації падаючого світла на другому поляризаторі, що, у свою чергу, веде до модуляції інтенсивності вихідного випромінювання Подібний ефект можна спостерігати, коли кристал піддається впливу механічних сил, особливо, акустичних хвиль. Однак акустико-оптичні пристрої використовуються в оптоволоконної техніки, в основному, в якості оптичних фазовращателей і порівняно рідко як модулятори інтенсивності випромінювань. Акустичні хвилі, проходячи через кристал, внаслідок ефекту фотопружності викликають в ньому механічні напруги, лінійно змінюють його коефіцієнт заломлення. Це, у свою чергу, за певних умов призводить до відхилення виходять оптичних променів, також проходять через цей кристал (Малюнок 2.10) Таким чином, акустичні хвилі створюють для променів світла як би дифракційну решітку. Акустікооптіческіе пристрої часто виготовляються з ниобата літію та кварцу, які здатні працювати з акустичними хвилями в широкому частотному діапазоні: від десятків МГц до декількох ГГц. Швидкість звуку через ніобат літію становить порядку 6х10 3 м/с, тому 1-ГГц акустична хвиля, що має довжину хвилі 6 мкм, порівнянна з випромінюванням в І К спектральному діапазоні. br/>
2.3Ізмереніе прискорення
В
На малюнку 2.11 наведено структурну схему датчика прискорення, працює за тим же принципом, що і датчик тиску. Тут також вантаж прикріплений безпосередньо до фотопружних елементу. При коливаннях на фотопружних елемент діє сила, пропорційна добутку маси вантажу на прискорення,
В
Малюнок 2.11-Датчик прискорення на основі ефекту фотопружних
Якщо до фотопружних елементу з епоксидної смоли прикріпити вантаж 25 г, го можна міряти прискорення 0,1 ... 30g з точністю В± 1% для коливань з частотою 0 .. 3 кГц. Якщо ж масу вантажу збільшити до 280 г, те мінімальне вимірюється прискорення буде 0,0 lg (при відношенні сиг нал-шум 40 дБ), а частотна смуга в = 500 Гц. br/>
Висновок
У цьому курсової роботі описана загальна характеристика фотопружних ефекту, а також методи вимірювання параметрів світлового випромінювання, тиску та прискорення за допомогою фотопружних ефекту.
Список використаних джерел
1. Волоконно-оптичні датчики. Вступний курс для інженерів і наукових працівників. Під ред. Е. Удда. Москва: Техносфера, 2008.-520с. p> 2. Р.Г. Джексон. Новітні датчики. - М: Техносфера, 2007.-384с.
3. Дж.Фрайден. Сучасні датчики. Довідник. - Москва: Техносфера, 2005. - 592c. br/>
