ВІСНИК УНІВЕРСИТЕТУ "УКРАЇНА"

Серія "Інформатика, обчислювальна техніка та кібернетика"

МОДЕЛЬ ЦИФРОВОЇ ВОЛОКОННО-ОПТИЧНОЇ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ





PDF version

УДК 531.7.068

 

МОДЕЛЬ ЦИФРОВОЇ ВОЛОКОННО-ОПТИЧНОЇ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ

 

DOI 10.36994/2707-4110-2019-2-23-13

 

Окоча С.В., к.т.н. Національний авіаційний університет, м. Київ, Україна

Петренко А.Б., к.т.н. Національний авіаційний університет, м. Київ, Україна, pab.05@ukr.net

 

Анотація. Запропоновано новий підхід до отримання узагальненої моделі розподілених цифрових волоконно-оптичних вимірювальних систем інтерфе­­ро­метричного типу з використанням багатоканального прийому сигналів волоконно-оптичного міжмодового інтерферометра для підвищення точності вимірювань. На основі даного підходу одержані узагальнені рівняння перетворення волоконно-оптичних цифрових перетворювачів геометричних коорди­нат точок вимірюваного об’єкту. Рівняння об'єднують всі приватні математичні моделі енергоінформаційних процесів. Підхід основано на представленні характеристики «координата точки (переміщення) — код» у вигляді рівняння ідеального цифро-аналогового перетворення вихідного коду, процеси зміни розрядних кодів якого задані у вигляді логічних функцій від вхідного переміщен­ня і точок дійсних багатовимірних просторових параметрів. Волоконно-оптична лінія використовується в режимі двонаправленої передачі оптичних сигналів в поєднанні з кодовим елементом відбиваючого типу. При цьому фун­к­ції підведення випромінювання від вимірювальних блоків до точок зчитування інформації, керуючий елемент, передавачі модульованого випромінювання суміщені в одному світловоді. Просторове розділення оптичних потоків здійснюється в блоці пристроїв двонаправленого оптичного зв'язку, який є набором волоконно-оптичних Y-відгалужувачів. Для багатоканального прийому введено принцип ухвалення рішення про реєстрацію впливу на інтерферометр: якщо модуль вихідного сигналу перевищує заданий рівень, відбувається фіксація сигналу. Зміни вимірювального сигналу від зовнішніх умов визначаються змінами параметрів світловода, процесами взаємодії мод і подвійного променезаломлення. Зміни вимірювального сигналу представлені як випадкові величини. Ви­користовуючи центральну граничну теорему при великому числі подвійних сум, значення сигналів у конкретний момент часу, описано незалежними випа­д­ковими величинами, при нормальному законі розподілу і дисперсією. Корисний вплив вважається регулярним, та в момент виміру представлено центрованою гаусовою випадковою величиною з дисперсією. Складова корисного сигна­лу представляється гаусовою випадковою величиною із середньоквадратич­ним відхиленням.

Ключові слова: волоконно-оптичний інтерферометр, міжродовий інтер­­фе­рометр, енергоінформаційні процеси.

 

MODEL OF DIGITAL FIBER-OPTICAL MEASUREMENT SYSTEM

 

Sergii Okocha, Ph.D. National Aviation University, Kyiv, Ukraine

Andrew Petrenko, Ph.D. National Aviation University, Kyiv, Ukraine, pab.05@ukr.net

 

Abstract. A new approach is proposed to obtain a generalized model of distribu­-ted digital fiber-optic measuring systems of interferometric type using multichannel reception of signals of a fiber-optic inter-mode interferometer to improve the accuracy of measurements. On the basis of this approach, generalized equations for the con-version of fiber-to-digital converters of the geometric coordinates of the points of the measured object are obtained. The equations combine all the private mathema­ti­cal models of energy information processes. The approach is based on the representa-tion of the "coordinate of point (move) — code" in the form of an equation of perfect digital-to-analog source code conversion, the processes of which change bit codes are given in the form of logical functions from the input move and points of real multidimensional spatial parameters. The fiber optic line is used in bidirectional optical sig-nal mode in conjunction with the code element element. In this function, the supply of radiation from the measuring units to the points of reading information, the control ele­-ment, transmitters of modulated radiation are combined in a single fiber. The spatial separation of optical streams is carried out in a block of bidirectional optical communication devices, which is a set of fiber-optic Y-splitters. For multichannel reception, the principle of making a decision on registration of influence on the interferometer is in-troduced: if the module of the output signal exceeds the set level, the signal is fixed. Changes in the measuring signal from external conditions are determined by changes in the parameters of the fiber, the processes of interaction of modes and double re-fraction. Changes in the measurement signal are presented as random variables.
Using the central limit theorem for a large number of double sums, the values of the signals at a particular point in time are described by independent random variables, with a normal distribution law and a variance. The beneficial effect is considered regu
-lar, and at the time of measurement it is represented by a centered Gaussian random variable with variance. The useful signal component is a Gaussian random variable with standard deviation.

Keywords: fiber-optic interferometer, inter-generic interferometer, energy infor­-ma­tion processes.



Номер сторінки у виданні: 13

Повернутися до списку новин