PL192569B1 - Miernik do pomiaru wielkości fizycznych - Google Patents

Abstract

Miernik do pomiaru wielkości fizycznych wyposażony w laser, który tworzą osadzone osiowo element elektrooptyczny z parą elektrod modulacyjnych, ośrodek czynny lasera oraz dwa zwierciadła, przy czym promień światła z lasera jest kierowany poprzez optyczne wejście przestrajanego filtru optycznego i światłowód na wejście fotodetektora, natomiast z wyjścia fotodetektora sygnał elektryczny jest kierowany poprzez wzmacniacz do układu wskaźnikowego, znamienny tym, że sygnał elektryczny ze wzmacniacza (10) jest kierowany jednocześnie do układu wskaźnikowego (11) i do układu stabilizacji filtru optycznego (12), natomiast z wyjścia układu stabilizacji filtru optycznego (12) do elektrycznego wejścia filtru optycznego (7).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest miernik do pomiaru wielkości fizycznych, przeznaczony zwłaszcza do stosowania w szerokopasmowych pomiarach wielkości szybkozmiennych, gdzie konieczne i korzystne jest oddzielenie czujnika pomiarowego i układu pomiarowego - wskaźnikowego od układu mierzonego, w szczególności zaś do pomiaru pola elektromagnetycznego. Przedstawiany miernik może być również stosowany do pomiaru dowolnej wielkości fizycznej, którą można przetworzyć na zmienne napięcie elektryczne.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 190 762 miernik do pomiaru wielkości fizycznych jest wyposażony w laser, który tworzą element elektrooptyczny, osadzony współosiowo wraz z ośrodkiem czynnym lasera pomiędzy dwoma zwierciadłami rezonatora laserowego. Promień światła z lasera przez filtr optyczny jest kierowany do fotodetektora, z którego sygnał elektryczny przez wzmacniacz przesyłany jest do układu wskaźnikowego.

Przedmiotem wynalazku jest miernik do pomiaru wielkości fizycznych wyposażony w laser, który tworzą osadzone osiowo element elektrooptyczny z parą elektrod modulacyjnych, ośrodek czynny lasera oraz dwa zwierciadła. Promień światła z lasera jest kierowany poprzez optyczne wejście przestrajanego filtru optycznego i światłowód na wejście fotodetektora, natomiast z wyjścia fotodetektora sygnał elektryczny jest kierowany poprzez wzmacniacz do układu wskaźnikowego

Istota wynalazku polega na tym, że sygnał elektryczny ze wzmacniacza jest kierowany jednocześnie do układu wskaźnikowego do układu stabilizacji filtru optycznego, natomiast z wyjścia układu stabilizacji filtru optycznego do elektrycznego wejścia filtru optycznego.

Zaletą miernika według wynalazku jest znaczne poprawienie czułości układu, zwiększenie dynamiki mierzonych wielkości fizycznych, zmniejszenie zniekształceń nieliniowych, rozszerzenie zastosowania układu do pomiarów długoterminowych. Zastosowanie w nowym mierniku układu stabilizacji filtru optycznego pozwala wyjściowym sygnałem elektrycznym miernika przestrajać przestrajalny filtr optyczny tak aby jego punkt pracy położony był na środku zbocza charakterystyki i odpowiadał częstotliwości generacji światła laserowego.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony na rysunku, który przedstawia schemat blokowy miernika do pomiaru napięcia zmiennego.

Miernik do pomiaru wielkości fizycznych, który stanowi miernik do pomiaru napięcia zmiennego wyposażony jest w laser 1, który tworzą osadzone osiowo element elektrooptyczny 3 z parą elektrod modulacyjnych 2, ośrodek czynny lasera 4 oraz dwa zwierciadła: zwierciadło 5 i zwierciadło półprzepuszczalne 6. Promień światła z lasera 1 kierowany jest na optyczne wejście przestrajanego filtru optycznego 7, z wyjścia którego promień świetlny światłowodem 8 jest kierowany do wejścia fotodetektora 9. Natomiast z wyjścia fotodetektora 9 sygnał elektryczny poprzez wzmacniacz 10 jest kierowany do układu wskaźnikowego 11 i jednocześnie do układu stabilizacji filtru optycznego 12, i dalej z wyjścia układu stabilizacji filtru optycznego 12 do elektrycznego wejścia filtru optycznego 7.

Działanie miernika według wynalazku przebiega następująco. Mierzona wielkość fizyczna po zamianie na napięcie elektryczne moduluje częstotliwość generacji światła lasera 1. W tym celu napięcie zmienne doprowadzone jest do elektrod modulacyjnych 2 i poprzez te elektrody 2 wpływa się na właściwości optyczne elementu elektrooptycznego 3. Zmienne pole elektryczne pomiędzy elektrodami 2 powoduje zmianę współczynnika załamania światła elementu elektrooptycznego 3, a zatem i długości optycznej lasera 1. Zmiana długości optycznej lasera 1 powoduje zmianę częstotliwości promienia światła generowanego przez laser 1.

Następnie promień światła zmodulowany częstotliwościowo wprowadzony na optyczne wejście filtru optycznego 7, gdzie przekształca się na promień światła laserowego zmodulowanego amplitudowo, przy czym przestrajany filtr optyczny 7 jest tak dobrany że częstotliwość generacji wiązki światła lasera 1 znajduje się na zboczu charakterystyki przenoszenia przestrajanego filtru optycznego 7, umożliwia to dokonanie dyskryminacji częstotliwości. Promień światła laserowego zmodulowany amplitudowo doprowadza się światłowodem 8 do fotodetektora 9, zaś sygnał elektryczny z fotodetektora 9 wzmacnia się we wzmacniaczu 10 i odczytuje za pomocą układu wskaźnikowego 11, którym może być na przykład analizator widma. Sygnał elektryczny ze wzmacniacza 10 doprowadza się również do układu stabilizacji filtru optycznego 12, który to z kolei wpływa na punkt pracy filtru optycznego 7 tak aby środkowa częstotliwość generacji lasera 1 leżała na środku zbocza charakterystyki filtru optycznego 7.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Miernik do pomiaru wielkości fizycznych wyposażony w laser, który tworzą osadzone osiowo element elektrooptyczny z parą elektrod modulacyjnych, ośrodek czynny lasera oraz dwa zwierciadła, przy czym promień światła z lasera jest kierowany poprzez optyczne wejście przestrajanego filtru optycznego i światłowód na wejście fotodetektora, natomiast z wyjścia fotodetektora sygnał elektryczny jest kierowany poprzez wzmacniacz do układu wskaźnikowego, znamienny tym, że sygnał elektryczny ze wzmacniacza (10) jest kierowany jednocześnie do układu wskaźnikowego (11) i do układu stabilizacji filtru optycznego (12), natomiast z wyjścia układu stabilizacji filtru optycznego (12) do elektrycznego wejścia filtru optycznego (7).