Neutralizing the effect of destabilizing factors on the meter’s accuracy on the basis of fiber-optic sensors with pulse modulation
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2016.66.65-78Keywords:
destabilizing factors, precision fiber-optic sensors, fiber-optic accelerometers, gravimetersAbstract
Introduction. Disclaimer analog and switch to the principles of pulse modulation can significantly increase accuracy by using fiber optic sensors. Were developed precision optical fiber sensors of new class width modulation intensity flux of optical radiation.
Main part. It consists of three sections. The first section is estimated effect of temperature on the performance accuracy of meters based on fiber optic sensors with pulse modulation. It is shown that the use of preventive measures and proper processing of signals in the fiber-optic sensors, temperature influence on the metrological parameters meters largely be compensated. The second section examines the impact of volatility period pendulum rotation sensor. It is shown that the introduction of special schemes correction element allows movement of the pendulum in this case ensures high metrological performance of meters based on fiber optic sensors with pulse modulation. The final section shows that the presence of natural gravitational background does not allow to explore on Earth is extremely achievable design parameters measuring devices of this class. This can be done only on the spacecraft in conditions of free flight./
Conclusions. Taking precautions and proper processing of signals pulsed optical fiber sensors enables significantly to achieve the calculated values of metrological parameters measuring devices based on optical fiber sensors with pulse modulation and when used under normal terrestrial conditions. However, extensive research capabilities of metrological meters from these sensors may only be carried out on board the spacecraft, provided their free flight.
References
Перелік посилань
Демьяненко П.А. Предельные возможности аналоговых оптических датчиков в составе ВОС // Радиотехника. – 1988. – №2. – с. 88-90.
Волоконно-оптические датчики / Т. Окоси, К. Окамото, М. Оцу, Х. Нисихара, К. Кюма, К. Хататэ ; под ред. Т. Окоси. – Л. : Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. – 256 с.
Гуляев Ю. В. Волоконно-оптические технологии, устройства, датчики и системы / Ю. В. Гуляев, С. А. Никитов, В. Т. Потапов, Ю. К. Чаморовский // Фотон-Экспресс. – 2005. – Т. 46, № 6. – с. 114-127. – Режим доступа : http://fotonexpress.ru/pdf/st/114-127.pdf
Гармаш В. Б. Возможности, задачи и перспективы волоконно-оптических измерительных систем в современном приборостроении / В. Б. Гармаш, Ф. А. Егоров, Л. Н. Коломиец, А. П. Неугодников, В. И. Поспелов // Фотон-Экспресс. – 2005. – Т. 46, № 6. – с. 128-140. – Режим доступа : http://fotonexpress.ru/pdf/st/128-140.pdf
Жижин В. Волоконно-оптические датчики: перспективы промышленного применения // Электронные компненты. – 2010. – №12. – с. 17-23. – Режим доступа : http://www.russianelectronics.ru/skachivanie/54040/0/
Демьяненко П. А. Точность измерений посредством волоконно-оптических датчиков (проблеми и пути их решения) / П. А. Демьяненко // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника. – 1995. – вып. 29. – с.88-93.
Демьяненко П. А. Прецизионный цифровой акселерометр с волоконно-оптическим датчиком / П. А. Демьяненко, Ю.Ф. Зиньковский, М. И. Прокофьев // Известия вузов. Радиоэлектроника. – 1997. – Т.40, №1. – с.39-47.
Дем’яненко П. О. Цифровий прецизійний волоконно-оптичний гравіметр / П. О. Дем’яненко, Ю. Ф. Зіньковський, М. І. Прокофьєв // Геодезія, картографія і аерофотознімання. – 1997. – №. 58. – с. 239-241.
Пат. 2146373 РФ, МПК7 G 01 P 15/08. Волоконно-оптический датчик ускорения / Демьяненко П. А., Прокофьев М. И. – № 2000131736/09; заявл. 02.08.1995; опубл. 10.03.2000.
Сивухин Д. В. Термодинамика и молекулярная физика / Д. В. Сивухин. – М. : Наука, 1990. – 592 с.
Демьяненко П. А. Обработка сигналов в измерителях с импульсными волоконно-оптическими датчиками / П. А. Демьяненко, Ю. Ф. Зиньковский, М. И. Прокофьев // Известия вузов. Радиоэлектроника. – 1998. – Т.41, №1. – С.54-60.
Лепендин Л. Ф. Акустика / Л. Ф. Лепендин. – М. : Высш. школа, 1978. – С.488.
Поляков А. Прецизионные кварцевые датчики производства российской компании «СКТБ ЭлПА» / А. Поляков, И. Заднепрянный, В. Поляков, В. Симонов // Компоненты и технологии. – 2005. – № 6. – Режим доступа : http://kit-e.ru/assets/files/pdf/2005_06_54.pdf
Зеленка И. Пьезоэлектрические резонаторы на объемных и поверхностных акустических волнах: материалы, технология, конструкция, применение : пер. с чешск. / И. Зеленка. – М. : Мир, 1990. – 584 с.
Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика / В. Е. Гмурман. – М. : Высшая школа, 1972. – С. 368.
Николаев А. В. Развитие физических основ новых методов сейсмической разведки. Научное сообщение // В Президиуме Академии наук СССР. – 1985. – № 3. – С.18-27. – Режим доступа : http://www.ras.ru/publishing/rasherald/rasherald_articleinfo.aspx?articleid=4597a274-22a8-44f7-8ce8-a4807781b1d4
Лисунов Е. В. Регистрация микросейсмических шумов перед сильными землетрясениями с использованием гравиметра GPHONE [Электронный ресурс] / Е. В. Лисунов, А. С. Бебнев. – Режим доспупа : http://www.emsd.ru/conf2015lib/pdf/tsunami/Lisunov_Bebnev.pdf
Фара Т. Транспортируемый гравиметр на холодных атомах разработки LNE-SYRTE: работа в подземных условиях в режиме наилучшей чувствительности / Т. Фара, К. Герлен, А. Ландражен, Ф. Буйе, С. Гаффе, Ф. Перейра Дос Сантос, С. Мерле // Гироскопия и навигация. – 2014. – T. 86, №3. – С. 3-14. – Режим доспупа : http://gyroscopy.elpub.ru/jour/article/view/123
Демьяненко П. А. Волоконно-оптические датчики с импульсной модуляцией оптического потока / П. А.Демьяненко, Ю. Ф. Зиньковский // Космічна наука і технологія. – 2015. Т.21, №4. – с.3-18.
References
Dem'yanenko P.A. (1988) Predel'nye vozmozhnosti analogovykh opticheskikh datchikov v sostave VOS [Extreme performance of analog optical sensors as a part of a fiber optical system]. Radiotekhnika, No 2, pp. 88-90.
Okosi T. ed., Okamoto K., Otsu M., Nisikhara Kh., Kyuma K. and Khatate K. (1990) Volokonno-opticheskie datchiki [Fiber Optic Sensors]. Leningrad, Energoatomizdat, 256 p.
Gulyaev Yu. V., Nikitov S. A., Potapov V. T. and Chamorovskii Yu. K. (2005) Volokonno-opticheskie tekhnologii, ustroistva, datchiki i sistemy [Fiber optic technology, devices, sensors and systems]. Foton-Ekspress, Vol. 46, No 6, pp. 114-127.
Garmash V. B., Egorov F. A., Kolomiets L. N., Neugodnikov A. P. and Pospelov V. I. (2005) Vozmozhnosti, zadachi i perspektivy volokonno-opticheskikh izmeritel'nykh sistem v sovremennom priborostroenii [Opportunities, Challenges and Prospects of fiber optic measurement systems in modern instrument]. Foton-Ekspress, Vol. 46, No 6, pp. 128-140.
Zhizhin V. (2010) Volokonno-opticheskie datchiki: perspektivy promyshlennogo primeneniya [Fiber Optic Sensors: prospects for industrial applications]. Elektronnye kompnenty, No 12, pp. 17-23.
Dem'yanenko P. A. (1995) Tochnost' izmerenii posredstvom volokonno-opticheskikh datchikov (problemi i puti ikh resheniya) [Measurement precision of fiber-optic sensors (Problems and Solutions)]. Optoelektronika i poluprovodnikovaya tekhnika, Iss. 29, pp.88-93.
Dem'yanenko P. A., Zin'kovskii Yu.F. and Prokof'ev M. I. (1997) Pretsizionnyi tsifrovoi akselerometr s volokonno-opticheskim datchikom [Precision digital accelerometer with a fiber-optic sensor]. Izvestiya vuzov. Radioelektronika, Vol. 40, No 1, pp. 39-47.
Dem’ianenko P. O., Zinkovskyi Yu. F. and Prokofiev M. I. (1997) Tsyfrovyi pretsyziinyi volokonno-optychnyi hravimetr [Digital precision fiber optic gravimeter]. Heodeziia, kartohrafiia i aerofotoznimannia, No. 58, pp. 239-241.
Dem'yanenko P. A. and Prokof'ev M. I. (2000) Volokonno-opticheskii datchik uskoreniya [A fiber optic accelerometer] / Pat. RU2146373.
Sivukhin D. V. (1990) Termodinamika i molekulyarnaya fizika [Thermodynamics and Molecular Physics]. – Moskow, Nauka Publ. 592 p.
Dem'yanenko P. A., Zin'kovskii Yu. F. and Prokof'ev M. I. (1998) Obrabotka signalov v izmeritelyakh s impul'snymi volokonno-opticheskimi datchikami [Signal processing in the meters with pulsed fiber optic sensors]. Izvestiya vuzov. Radioelektronika, Vol. 41, No 1, pp. 54-60.
Lependin L. F. (1978) Akustika [Acoustics]. Moskow, Vyssh. shkola Publ., 488 p.
Polyakov A., Zadnepryannyi I., Polyakov V. and Simonov V. (2005) Pretsizionnye kvartsevye datchiki proizvodstva rossiiskoi kompanii «SKTB ElPA» [Precision Quartz sensors produced by Russian company "SKTB ELPA"]. Components & Technologies, No 6, 3 p.
Zelenka I. (1990) P'ezoelektricheskie rezonatory na ob"emnykh i poverkhnostnykh akusticheskikh volnakh: materialy, tekhnologiya, konstruktsiya, primenenie [The piezoelectric resonators on bulk and surface acoustic waves: the materials, technology, design, application]. Moskow, Mir Publ, 584 p.
Gmurman V. E. (1972) Teoriya veroyatnostei i matematicheskaya statistika [Theory of Probability and Mathematical Statistics]. Moskow, Vysshaya shkola, 368 p.
Nikolaev A. V. (1985) Razvitie fizicheskikh osnov novykh metodov seismicheskoi razvedki. Nauchnoe soobshchenie [The development of physical foundations of new seismic methods. Scientific report]. V Prezidiume Akademii nauk SSSR, No 3. pp.18-27.
Lisunov E. V. and Bebnev A. S. Registratsiya mikroseismicheskikh shumov pered sil'nymi zemletryaseniyami s ispol'zovaniem gravimetra GPHONE. Available at : http://www.emsd.ru/conf2015lib/pdf/tsunami/Lisunov_Bebnev.pdf
Farah T., Guerlin C., Landragin A., Bouyer P., Gaffet S., Pereira Dos Santos F. and Merlet S. (2014) Underground operation at best sensitivity of the mobile lne-syrte cold atom gravimeter. Giroskopiya i Navigatsiya, No 3, pp. 3-14. (In Russian)
Demianenko P. O. and Zinkovski Yu. F. (2015) Fiber-optic sensors with a pulse-modulated optical flow. Kosm. nauka tehnol., Vol. 21, No 4, pp. 3-18. DOI: 10.15407/knit2015.04.003
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
