PL190763B1 - Sposób pomiaru wielkości fizycznych - Google Patents

Abstract

Sposób pomiaru wielkości fizycznych, polegający na tym, że zmodulowaną wiązkę światła laserowego poddaje się detekcji, a sygnał elektryczny wzmacnia się i odczytuje się wartość mierzonej wielkości fizycznej, znamienny tym, że mierzoną wielkość fizyczną przetwarza się na sygnał napięciowy, którym to sygnałem moduluje się częstotliwość generacji wiązki światła laserowego, a następnie wiązkę światła laserowego zmodulowaną częstotliwościowo przekształca się w wiązkę światła laserowego zmodulowaną amplitudowo, po czym wiązkę światła laserowego zmodulowaną amplitudowo, poddaje się detekcji, a sygnał elektryczny wzmacnia się oraz wyznacza i odczytuje się wartość mierzonej wielkości fizycznej, przy czym wartość mierzonej wielkości fizycznej jest proporcjonalna do sygnału elektrycznego otrzymanego po detekcji.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru wielkości fizycznych, przeznaczony zwłaszcza do stosowania w szerokopasmowych pomiarach wielkości szybkozmiennych, gdzie korzystne jest rozdzielenie czujnika pomiarowego i układu wskaźnikowego, w szczególności do pomiaru pola elektromagnetycznego.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 175 703 sposób pomiaru pola elektromagnetycznego polega na tym, że mierzonym polem elektromagnetycznym moduluje się częstotliwość generacji pierwszej wiązki światła lasera i jednocześnie wytwarza się drugą wiązkę światła lasera, która nie jest zmodulowana mierzonym polem elektromagnetycznym. Następnie obie wiązki porównuje się, poddaje się detekcji, zaś sygnał elektryczny wzmacnia się i wyznacza się wartość natężenia badanego pola elektromagnetycznego, które jest proporcjonalne do różnicy częstotliwości pomiędzy częstotliwością pierwszej wiązki światła lasera i częstotliwością drugiej wiązki światła lasera. Znany sposób może być stosowany do pomiaru dowolnej wielkości fizycznej, którą można przetworzyć na napięcie zmienne powodujące modulację częstotliwości generacji pierwszej wiązki światła lasera.

Niedogodnością znanego sposobu jest ograniczone pasmo pracy związane z ograniczeniami szerokopasmowej detekcji sygnału zmodulowanego częstotliwościowo oraz trudności stabilizacji temperaturowej układu.

Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru wielkości fizycznych, polegający na tym, że zmodulowaną wiązkę światła laserowego poddaje się detekcji, a sygnał elektryczny wzmacnia się i odczytuje się wartość mierzonej wielkości fizycznej.

Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że mierzoną wielkość fizyczną przetwarza się na sygnał napięciowy, którym to sygnałem moduluje się częstotliwość generacji wiązki światła laserowego, a następnie wiązkę światła laserowego zmodulowaną częstotliwościowo przekształca się w wiązkę światła laserowego zmodulowaną amplitudowo, po czym wiązkę światła laserowego zmodulowaną amplitudowo, poddaje się detekcji, a sygnał elektryczny wzmacnia się oraz wyznacza i odczytuje się wartość mierzonej wielkości fizycznej. Wartość mierzonej wielkości fizycznej jest proporcjonalna do sygnału elektrycznego otrzymanego po detekcji.

Zaletą sposobu według wynalazku jest znaczne poszerzenie pasma pracy przy zachowaniu wysokiej czułości charakterystycznej dla modulacji wewnętrznej lasera, jak również poprawa stabilności termicznej.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony na rysunku, który przedstawia układ do pomiaru napięcia zmiennego.

Sposób pomiaru wielkości fizycznych polega na tym, że mierzonym sygnałem napięciowym zmiennym moduluje się częstotliwość generacji wiązki światła laserowego lasera 1. W tym celu napięcie zmienne doprowadza się do elektrod modulacyjnych 4 i poprzez te elektrody 4 wpływa się na właściwości optyczne elementu elektrooptycznego 3 osadzonego osiowo wraz z ośrodkiem aktywnym lasera 2 pomiędzy zwierciadłem 5 i zwierciadłem półprzepuszczalnym 6. Wytworzone pole elektryczne w obszarze elementu elektrooptycznego 3, powoduje zmiany prędkości propagacji promienia światła laserowego, a zatem i długości elektrycznej ośrodka aktywnego lasera 2. Zmiana długości elektrycznej ośrodka aktywnego lasera 2 powoduje zmianę częstotliwości wiązki świetlnej generowanej przez laser 1. Następnie wiązkę światła laserowego zmodulowaną częstotliwościowe przekształca się w filtrze optycznym 7 w wiązkę światła laserowego zmodulowaną amplitudowo, przy czym filtr optyczny 7 jest tak dobrany, że częstotliwość generacji wiązki światła lasera 1 znajduje się na zboczu charakterystyki przenoszenia tego filtru 7. Wiązka światła laserowego zmodulowana częstotliwościowo z lasera 1 po przejściu przez filtr optyczny 7 przekształca się w wiązkę światła laserowego zmodulowaną amplitudowo, spowodowane jest to dyskryminacją częstotliwości na filtrze 7. Wiązkę światła laserowego zmodulowaną amplitudowo doprowadza się światłowodem 8 do fotodetektora 9, zaś sygnał elektryczny z fotodetektora 9 wzmacnia się we wzmacniaczu 10 i odczytuje się za pomocą układu wskaźnikowego 11, którym jest analizator widma.

Claims (1)

1. Sposób pomiaru wielkości fizycznych, polegający na tym, że zmodulowaną wiązkę światła laserowego poddaje się detekcji, a sygnał elektryczny wzmacnia się i odczytuje się wartość mierzonej

   PL 190 763 B1 wielkości fizycznej, znamienny tym, że mierzoną wielkość fizyczną przetwarza się na sygnał napięciowy, którym to sygnałem moduluje się częstotliwość generacji wiązki światła laserowego, a następnie wiązkę światła laserowego zmodulowaną częstotliwościowo przekształca się w wiązkę światła laserowego zmodulowaną amplitudowo, po czym wiązkę światła laserowego zmodulowaną amplitudowo, poddaje się detekcji, a sygnał elektryczny wzmacnia się oraz wyznacza i odczytuje się wartość mierzonej wielkości fizycznej, przy czym wartość mierzonej wielkości fizycznej jest proporcjonalna do sygnału elektrycznego otrzymanego po detekcji.