بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله طراحی و ساخت حسگر دمایی تارنوري با استفاده از یک نوار بیمتال گزارش شده است. مدولاسیون شدت نور در این حسگر وابسته به واکنش نوار بیمتال به تغییرات دماست. به کمک یک زوج تارنوري با قطر کلی1000 μm که نقش چشمه و آشکارساز را دارند تفکیک دمایی از مرتبه1 °C را با حساسیتی در حدود 0,2 mV/°Cدر یک بازه دمایی40 °C اندازه گیري کرده ایم. علاوه بر این مدلی نظري براي تابع انتقال نوري حسگر طراحی نموده ایم که بخوبی با نتایج
عملی مطابقت دارد و یک بازه دینامیکی در حدود170 °C را براي حسگر پیش بینی می نماید.
مقدمه
فناوري وکاربردهاي تارنوري درسالهاي اخیر در دو بخش مخابرات و حسگرهاي تارنوري گسترش چشمگیري داشته گیري است.تفاوت عمده کاربرد آن در دو بخش مذکور در این است که در مخابرات، تارنوري تنها بعنوان حاملی براي موج مدوله شده بکارمی رود در صورتی که درحسگرها، تارنوري خود می تواند مدولاتور موج باشد.در یک حسگر تارنوري، کمیات فیزیکی مانند دما، جابجایی، فشار و غیره را می توان توسط یک مبدل به اغتشاش در نور عبوري از تارنوري تبدیلآنجایینمود.از که دامنه - شدت - ، فرکانس، فاز و قطبیدگی جزو ویژگیهاي نور هستندتغییردر هر یک از اینها معیاري برايیت شدت و نوع کم مورد اندازه خواهد بود.[1-3]
در کارهاي قبلی نمونه هایی از حسگر تارنوري را براي اندازه گیري جابجایی به کمک همکارانم طراحی کرده و ساختیم که در آن از مدولاسیون نور به کمک جابجایی یک عدسی کوچک بهره گرفته شده بود.در یک مدل دیگر از ترکیب عدسی وآینه استفاده شد و نتایج بدست آمده حساسیت نسبتاً بالایی را در یک بازه دینامیکی قابل قبول به دست داد.[4-6]
با این وجود، در طرح هاي یادشده از قطعات زیادي استفاده شده که برحجم ،وزن و پیچیدگی حسگرها می افزاید و بعلاوه آنها را در مقابل ارتعاشات مکانیکی حساس و کاربردشان را محدود می نماید. در این حسگر از طرحی متفاوت استفاده کرده ایم که ملاحظاتی نظیرسبکی، سادگی و ارزانی در آن بعمل آمده و ارتعاشات و سایر عوامل محیطی تاثیري بر کارکرد آن ندارد.
طراحی حسگر
طرح کلی حسگر دمایی تارنوري با استفاده از بیمتال درشکل 1 نشان داده شده است.حسگرتشکیل شدهتارنورياز:دو عدد هم محور با قطرکلی 1000 μm که یکی از آنها نقش چشمه نور و دیگري وظیفه دریافت نور را به عهده دارد؛ یک قطعه بیمتال به طول10 ، عرض2 و ضخامت 0,5 میلیمتر؛ یک دیود نورده بعنوان چشمه و یک فتودیود بعنوان آشکارساز. بیمتال به کناره تار چشمه چسبیده و مجموعه در داخل یک محفظه عایق محکم شده اند تا نور و سایر عوامل محیطی بر نتیجه آزمایش تاثیر نگذارد.
در انجام آزمایش ازدماسنجهواي گرم استفاده شده است و یک دیجیتالی با دقت 0,1 درجه سلسیوس دما را ثبت می کند.تغییر دما موجب تغییرتارنوريشکل بیمتال و در نتیجه شده و میزان نور دریافتی توسط تار دریافت کننده راتغییر می دهد که پس از تبدیل آن به جریان الکتریکی توسط فتودیود، بوسیله ولتمتر دیجیتالی با دقت 0,1 ولت نشان داده می شود.سنجه دماسنج نزدیک به بیمتال قرارگرفتهبیشتريتا آزمایش با دقت انجام شود، بعلاوه قرار گرفتن بیمتال در زیر تارنوري از شل شدن تار در اثر گرماجلوگیري می کند.
