ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО
ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ДАТЧИКА УСКОРЕНИЯ 

Мурашкина Татьяна Ивановна, доктор технических наук, профессор, кафедра приборостроения, директор НТЦ «Нанотехнологии волоконно-оптических систем», Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), timurashkina@mail.ru
Мотин Андрей Владимирович, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), motin.andrey92@yandex.ru
Чукарева Мария Михайловна, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), marisavochkina@mail.ru
Торгашин Сергей Иванович, кандидат технических наук, заведующий кафедрой ракетно-космического и авиационного приборостроения, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), rkap@pnzgu.ru

681.7.08

DOI

10.21685/2307-5538-2018-1-6

Актуальность и цели. К современной информационно-измерительной технике, в частности к датчикам ускорений (линейных и вибрационных), применяющимся в ракетно-космической и авиационной отраслях, предъявляются строгие требования по метрологическим и эксплуатационным характеристикам, технологичности изготовления, массо-габаритным показателям, возможности работать в жесточайших условия эксплуатации, например, в условиях сильных электромагнитных полей и достаточно часто искропожаро/взрывопожароопасности. Данным критериям в полной мере отвечают волоконно-оптические датчики ускорений дифференциального типа. В связи с этим разработка чувствительного элемента для данного типа датчиков является важной и актуальной на данный момент.
Материалы и методы. При разработке чувствительного элемента для дифференциального волоконно-оптического акселерометра использовались базовые принципы построения волоконно-оптических датчиков. Применены материалы, обеспечивающие прецизионность оптической и механической преобразующих систем, в частности сталь 36НХТЮ и кварцевое оптическое стекло. Применены способ изготовления упругого элемента методом анодно-катодного травления и несколько способов соединения упругого и оптического элемента в виде цилиндрической линзы.
Результаты. Приводятся результаты разработки конструктивно-технологических решений чувствительного элемента в виде пружины с двумя цилиндрическими линзами – базового элемента технических решений волоконно-оптических датчиков ускорений дифференциального типа, используемых в информационно-измерительной технике.
Выводы. Разработан чувствительный элемент волоконно-оптического датчика ускорения, реализующий дифференциальную схему преобразования оптического сигнала и предназначенный для использования в жестких условиях эксплуатации. Приведены технологические последова тельности изготовления и варианты конструктивного исполнения чувствительного элемента, результаты изготовления такого чувствительного элемента для рабочего макетного образца датчика ускорения.

Ключевые слова

волоконно-оптический датчик ускорения, чувствительный элемент, оптический модулирующий элемент

 Скачать статью в формате PDF

1. Мотин, А. В. Разработка волоконно-оптического акселерометра новой конструкции / А. В. Мотин, Т. И. Мурашкина // Студенческий научный форум : VII Междунар. студ. электрон. науч. конф. – 2015. – URL: http://www.scienceforum.ru/2015/15/12609
2. Мотин, А. В. Разработка конструкции волоконно-оптического акселерометра / А. В. Мотин, Т. И. Мурашкина // Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации : сб. науч. ст. Междунар. науч.-техн. конф. «Шляндинские чтения – 2014» (г. Пенза, 10–12 ноября 2014 г.). – Пенза : Изд-во ПГУ, 2014. – С. 106–109.
3. Мотин, А. В. Двухкоординатный волоконно-оптический акселерометр / А. В. Мотин, Т. И. Мурашкина // Проблемы автоматизации и управления в технических системах : сб. ст. Междунар. науч.-техн. конф., посвящ. 70-летию Победы в Великой Отечественной войне (г. Пенза, 19–21 мая 2015 г.). – Пенза, 2015. – С. 246–249.
4. Мотин, А. В. Разработка чувствительного элемента новой конструкции для волоконно-оптического акселерометра / А. В. Мотин, Т. И. Мурашкина // Студенческий научный форум : VII Междунар. студ. электрон. науч. конф. – 2015. – URL: www.scienceforum.ru/ 2015/1351/12715
5. ГОСТ 15130-86. Стекло кварцевое оптическое. Общие технические условия. 6. Мурашкина, Т. И. Mathematical simulation of the optical system of a fiber-optic measuring micro motion converter with a cylindrical lens modulation element / Т. И. Мурашкина, А. В. Мотин, Е. А. Бадеева // Journal of Physics: Conference Series (JPCS). – 2016. – Vol. 803. – URL: http://iopscience.iop.org/issue/1742-6596/803/1
7. Transformation of Signals in the Optic Systems of Differenzial-type Fiber-Optic Transducers / T. I. Murashkina, E. A. Badeevа, A. V. Motin [ent.] // Journal of Engineering and Applied Sciences. – 2016. – Vol. 11, iss. 13. – P. 2853–2857. – URL: https://elibrary.ru/
8. Технологические основы проектирования волоконно-оптического датчика ускорения / А. С. Щевелев, О. В. Юрова, Т. И. Мурашкина и [др.] // Промышленные АСУ и контроллеры. – 2011. – № 8. – С. 39–43.
9. Волоконно-оптические датчики ускорений с цилиндрическими линзами, разработанные в НТЦ «Нанотехнологии волоконно-оптических систем» Пензенского государственного университета / Т. И. Мурашкина, Е. А. Бадеева, А. В. Мотин и [др.] // Оптика – 2015 : сб. тр. IX Междунар. конф. молодых ученых и специалистов / под ред. проф. В. Г. Беспалова, проф. С. А. Козлова. – СПб. : Университет ИТМО, 2015. – 717 с.
10. Некоторые способы снижения основной погрешности волоконно-оптических датчиков / Т. И. Мурашкина, Е. А. Бадеева, О. В. Юрова и [др.] // Труды Междунар. симпозиума Надежность и качество. – 2016. – Т. 2. – 387 с.
_________________________________________________