СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-9

В работе [1] предложено новое ре шение дифференциального волокон но оптического преобразователя угло вых перемещений (ВОПУП), который является базовым элементом волокон но оптических датчиков (ВОД) уско рений, силы, давления и других фи зических величин (ФВ). Устройство преобразует изменение угла наклона отражающих поверхностеймодулиру ющего элемента (МЭ) в изменение ин тенсивности светового потока. Оптическая схема дифференциаль ного ВОПУП имеет конструктивно технологические параметры, которые обеспечивают выполнение следую щих требований: 1) в отсутствие воздействия измеряе мой ФВ световое излучение, выхо дящее из торцов подводящих опти ческих волокон (ОВ) первого и вто рого измерительных каналов (ПОВ1 и ПОВ2), после отражения от зер кальных поверхностей МЭ должно ИНСТРУМЕНТЫ И ОБОРУДОВАНИЕ 64 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2011 распределяться таким образом, что бы площадь перекрытия светового пятна и приёмных торцов отводя щих оптических волокон (ООВ1 и ООВ2) была равна половине площа ди приёмных торцов волокон; 2) под воздействиемФВ на МЭ должно происходить его угловое перемеще ние на угол α и, соответственно, из менение площади перекрытия све тового пятна и приёмных торцов ООВ1 и ООВ2; 3) отклонение МЭ на максимальный угол (3 ° ) вправо приводит к полному перекрытию площади приёмного торца ООВ1 отражённым от МЭ све товым потоком, при этом на приём ный торец ООВ2 световой поток не поступает. Аналогичные процессы происходят при отклонении МЭ на максимальный угол (3 ° ) влево [1]. Для достижения высоких метроло гических характеристик необходимо на стадии сборки ВОПУП обеспечить оптимальные конструктивно техно логические параметры оптической системы, что достигается, впервуюоче редь, процедурами юстировки и регу лировкиоптическихэлементовВОПУП. Расчётным путём определено, что при диаметре сердцевины ОВ d с = 0,2 мм, внешнем диаметре d ов = 0,5 мм и апер турном угле θ NA = 12 ° МЭ должен быть шириной 3 мм, толщиной 0,2 мми дли ной 20мм. При сборке оптической сис темы необходимо задать начальное расстояние междуМЭ и общим торцом рабочего жгута ОВ x 0 = 1,5 мм [1]. Для снижения материальных и вре менных затрат на проведение юсти ровки и регулировки оптической сис темы предложено использовать уста новки для воспроизведения угловых перемещений (УВУП) (рис. 1). УВУП содержит рабочий жгут ПОВ и ООВ 7, общий торец которых закреп лён во втулке 4 на расстоянии x 0 от от ражающей поверхности отражателя 1. МЭ, имеющий зеркально отполирован ные внешние поверхности, крепится в державку 6, которая имеет возмож ность передвигаться в четырёх направ лениях относительно основания стой ки3.Микрометрическийдвухшкальный механизм 2 закрепляется в стойке 3 и закрепляется двумя винтами. Имитатор перемещения 5 установлен во втулке микрометрического винта. 7 8 9 4 20 6 5 1 X 0 X 0 A 1 A A A X 1 15 13 14 4 1 Клеить Паять 30 ∅ 10 Оптический тестер 12 2 10 16 11 3 1 3 4 7 2 6 5 Рис. 1. Установки для задания углового перемещения а) не реализующая дифференциальную оптическую схему, б) реализующая дифференциальную оптическую схему Нестандартизированное оборудование для изготовления волоконно оптических преобразователей угловых перемещений Ольга Юрова, Инна Назарова, Мария Мышева, Татьяна Мурашкина, Дмитрий Серебряков (г. Пенза) В статье описана установка для экспериментального исследования дифференциального волоконно оптического преобразователя угловых перемещений отражательного типа, реализующего дифференциальную схему преобразования оптических сигналов, а также оптический тестер с программируемым микроконтроллером. Приведены результаты юстировки датчиков. Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки в форме гранта. а) б) © СТА-ПРЕСС