Метрологическое обеспечение измерительных систем (стр. 41 )

	(3)
	(4)

где – коэффициент отражения зеркальной поверхности мембраны 12; – количество приёмных ВС 4 первой группы; – количество приёмных ВС 5 второй группы.

Графики зависимостей (3) и (4), полученные для случая, когда , , , , и , представлены на рис. 4.

Рис. 4. Графики зависимостей и

В результате анализа графиков зависимостей (3) и (4) установлено, что:

– графики зависимостей и являются взаимноинверсными, т. е. график зависимости является зеркальным отражением графика зависимости ;

– разностная функция () при изменении прогиба центра мембраны в диапазоне имеет линейный характер;

– для обеспечения малых значений погрешности от нелинейности максимальный прогиб центра мембраны не должен превышать .

Поскольку прогиб центра мембраны линейно зависит от давления , то функция () также носит линейный характер и может быть аппроксимирована функцией вида

,

где – крутизна преобразования давления в мощность потока оптического излучения, причём ; – постоянный коэффициент, значение которого определяется в процессе калибровки ВОПД.

График зависимости при представлен на рис. 5. Как видно из графика зависимости , ФП ВОПД имеет линейный характер в диапазоне измеряемого давления .

Рис. 5. График зависимости

Таким образом, использование волоконно-оптического жгута с матричным расположением ВС позволило создать ВОПД с бинарным выходом по оптическому сигналу, обеспечивающий получение линейной (разностной) ФП давления в мощность потока оптического излучения.

Описание режимов работы информативно-избыточного ВОСД

Предложенный информативно-избыточный ВОСД позволяет осуществить четыре режима работы. В первых трёх режимах работы дополнительные потоки оптического излучения, формируемые СД 30 преобразуются в напряжения. В четвёртом режиме в напряжения преобразуются модулированные потоки излучения Фм1 и Фм2, формирующиеся на бинарном выходе ВОПД 1.

Необходимо отметить, что в качестве СД 30 и 31 следует подбирать СД, имеющие равные по значению характеристические температуры .

Преобразование потоков оптического излучения в напряжения осуществляется с помощью полупроводниковых ФД 23 и 29 (рис. 1). ФП указанных ФД описываются известными уравнениями величин [8]:

,

,

где – абсолютная температура окружающей среды; – постоянная Больцмана; – заряд электрона; и – токовая чувствительность и темновой ток ФД 23; и – токовая чувствительность и темновой ток ФД 29; и – потоки оптического излучения, поступающие на входы ФД 23 и 29, соответственно; .

Если мощности потоков и устанавливаются такими, что выполняются неравенства и , то ФП ФД 23 и 29 могут быть представлены в следующем виде:

,

.

В первом режиме работы на вход СД 31 ток питания не подаётся. На вход СД 30 через электрический разъём 24 подаётся первый нормированный по значению ток . Причём значение тока устанавливается таким, чтобы исключить дополнительный нагрев p-n-перехода СД 30 относительно текущей температуры окружающей среды . В результате протекания тока через p-n-переход СД 30 последний генерирует поток оптического излучения

,

где – первый нормированный по значению мощности поток оптического излучения, генерируемый СД 30 при нормальной температуре окружающей среды .

Указанный поток через линзу 28 поступает на две зеркальные грани прямоугольной призмы 22, отражается от них и разделяется на два равные по мощности потока оптического излучения и .

Отражённый от первой зеркальной грани прямоугольной призмы 22 поток оптического излучения , через составную призму 21 поступает на вход ФД 23. В результате на выходе последнего образуется напряжение