33 / 82
ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ
перемещается под углом
α
относитель
но торцов волокон, рассмотримна при
мере первого измерительного канала.
Кольцевая зона преобразуется в эллип
соидную, которая смещается относи
тельно ООВ1 в направлении
Z
. При
этом изменяется площадь
S
ПР1
приём
ного торцаООВ1, освещённая отражён
ным от зеркала световым потоком, т.е.
S
ПР1
=
f
1
(
α
). Очевидно, чтоприФ
0
= const
функция преобразованияФ(
α
) в диапа
зоне измерения будет определяться
функцией передачи оптического трак
та, т.е. коэффициентом
К
1
(
α
).
Эллипсоидная зона имеет перемен
ные полуоси, размер которых зависит
от значения угла
α
:
,
(1)
где
ρ
– коэффициент отражения зер
кальной поверхности;
– суммар
ная площадь приемных торцов ООВ,
освещённая отражённым от зеркала
световым потоком;
i
= 1, ...,
k
– количе
ство ООВ;
S
Э1
– площадь эллипсоид
ной зоны в плоскости приёмных тор
цов ООВ;
S
ПР1
=
S
1
+
S
2
.
(2)
Большая полуось
R
Э1
определяется
выражением:
R
Э1
=
R
cos
α
,
(3)
а малая полуось определяется выраже
нием
r
Э
=
r
C
.
Если начальное положение отража
теля
х
0
соответствует моменту, когда
габаритные лучи 1 и 2 попадают на по
верхность ООВ1, а луч 1 в диапазоне
измерения перемещается вдоль оси
Z
по поверхности приёмного торца
ООВ1 из положения в положение ,
соответствующие крайнему левому и
крайнему правому положению лу
ча 1 относительно внешней границы
ООВ1, то
R
=
R
ЭВНЕШ
. В этом случае
R
Э1
определяется выражением:
R
ЭВНЕШ
=
R
ВНЕШ
cos
α
.
(4)
,
(5)
.
(6)
Но
,
,
соответственно:
,
(7)
.
(8)
Окончательно имеем:
.
В соответствии с рисунком 1 и изве
стной формулой имеем:
О'С=
,
где
D
1
– расстояния между оптически
ми осями ПОВ и ООВ.
Из треугольника АО'C находим:
. (9)
Коэффициент преобразования
К
1
(
α
)
с учётом выражений (7) и (9) примет
вид:
.
(10)
В данном случае
b
и
R
являются пере
менными, зависящимиот расстояния
Х
i
от торцаОВдозеркальнойотражающей
поверхности, расстояния
D
1
между оп
тическимиосямиПОВиООВ, а такжеот
начального расстояния
х
0
между тор
цомВОКиотражающейповерхностью.
Зависимость коэффициента
K
1
(
α
) от
угла
α
при расстоянии между оптичес
кими осями
D
= 0,7 мм и начальном
расстоянии
х
0
= 1,5 мм представлена
на рисунке 2.
Вывод коэффициента преобразова
ния
К
2
(
α
) для второго измерительно
го канала преобразователя осущест
вляется аналогично.
Л
ИТЕРАТУРА
1.
Мурашкина Т.И.
Теория, расчёт и проек
тирование волоконно оптических изме
рительных приборов и систем. Учебное
пособие. Изд во ПГУ, 1999.
33
WWW.SOEL.RUСОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
◆
№ 8 2010
1
0,454
0,455
0,456
0,457
К
2
3
4
5
α
Рис. 2. Зависимость коэффициента
К
1
(
α
) от угла
α
Реклама
© СТА-ПРЕСС