ИССЛЕДОВАНИЕ ПУТЕЙ СНИЖЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ОДНОПРОХОДНОГО ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ДАТЧИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ОСНОВЕ ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ КРИСТАЛЛОВ С КУБИЧЕСКОЙ СИММЕТРИЕЙ Bi12SiO20 И Bi12GeO20

Рассмотрены вопросы возникновения и проявления температурной погрешности волоконно-оптического датчика электрического тока на основе оптически активных кристаллов с кубической симметрией Bi12SiO20 и Bi12GeO20 с однопроходного оптической схемой чувствительного элемента (ЧЭ). Такие датчики без дополнительных усовершенствований обладают достаточно высокой дополнительной температурной погрешностью измерения, которая достигает 10–15 % в диапазоне температур 0–100°С, что является весьма существенной величиной. На основе теоретического анализа и экспериментальных исследований показано, что уменьшение температурной погрешности возможно за счет усовершенствования оптической схемы ЧЭ датчика. Для этого следует использовать зависимости температурных дрейфов коэффициентов преобразования ЧЭ с кристаллом Bi12SiO20 , Bi12GeO20 заданной длины от углов между разрешенными состояниями поляризатора и анализатора. Такая зависимость определена для кристаллов различной длины. Полученные зависимости эффективны при применении кристаллов длиной до 10 мм. Температурная стабилизация оказывается возможной и для кристаллов длиной более 10 мм, однако при этом более строгими становятся требования к учету точности угловой юстировки и качеству выполнения оптических элементов ЧЭ датчика. Теоретически возможен подбор такого сочетания длины кристалла Bi12SiO20 , Bi12GeO20 и взаимной ориентации оптических осей поляризатора и анализатора чувствительного элемента, при котором происходит практически полная компенсация дополнительной температурной погрешности датчика. Однако реально достижимой без использования особо сложных оптических схем ЧЭ является температурная погрешность 0,3–0,8 % в диапазоне температур 0–100°С. Указанная величина погрешности является приемлемой для подавляющего числа практических применений. Дополнительной мерой по снижению температурной погрешности является термостатирование ЧЭ датчика в сочетании с уменьшением габаритно-весовых характеристик датчика.

• Бурков В.Д.
• Демин А.Н.
• Харитонов Н.А.

• Сельское хозяйство. Лесоводство
• Технические науки. Промышленность