Techniques de compensation
Lors de l'utilisation des capteurs à modulation d'intensité, il est attendu que les variations de la puissance optique proviennent uniquement de la quantité à mesurer. Cependant ceci n'est généralement pas le cas, et de nombreuses perturbations indésirables viennent s'additionner au signal. On peut recenser trois sources importantes d'erreur :
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Fluctuations de la température affectant les émetteurs donc la puissance optique de sortie n'est pas constante.
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Pertes dues aux courbures, aux connecteurs, aux interférences modales, ...
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Vieillissement des composants électroniques, notamment pour les sources entraînant une baisse de la puissance émise.
Il est donc nécessaire d'avoir recours à une technique de compensation pour les capteurs dont les performances doivent être stables dans le temps. Les techniques de compensation ne sont pas uniques car elles dépendent de l'architecture des transducteurs. Elles s'appuient toutes sur le principe d'ajouter une information supplémentaire dans le système afin d'extraire les fluctuations dûes aux mesurandes. Dans la suite nous présentons quelques familles de techniques de compensation les plus utilisées, bien qu'il soit difficile de faire une classification complète.
Division spatiale
Le signal est divisé en deux (au moins) et injecté dans deux fibres identiques. Les fibres sont implantées au même endroit, l'intensité lumineuse véhiculée dans chacune va être modulée par les diverses perturbations et le mesurande, le signal peut être déduit en combinant l'ensemble des intensités mesurées. Voici par exemple deux des relations les plus utilisées :
où I1 et I2 représentent les intensités provenant de chaque fibre. Cette technique est largement utilisée pour les systèmes de capteurs à couplage [ ]. Cette technique simple est très dépendante du type de capteur utilisé et est difficile à mettre en œuvre pour les capteurs intrinsèques (i. e. modulant l'intensité lumineuse sans la faire sortir de la fibre).
Fibre de référence
Cette technique peut être vue comme un cas particulier de la division spatiale. Une fibre supplémentaire, transportant un signal lumineux, suit le même chemin que la fibre pourvue du capteur. Ce signal est donc exposé au même pertes et perturbations provenant de l'extérieur et pourra donc être utilisé comme signal de référence [ ]. L'avantage de cette technique est de pouvoir suivre la dérive de la puissance lumineuse émise par la source qui est très critique pour les capteurs à modulation d'intensité.
Longueur d'onde de référence
Cette technique peut être vue comme un cas spécial de la division spatiale. Une fibre supplémentaire, transportant un signal lumineux, suit le même chemin que la fibre pourvue du capteur. Ce signal est donc exposé au même pertes et perturbations provenant de l'extérieur et pourra donc être utilisé comme signal de référence [ ]. L'avantage de cette technique est de pouvoir suivre la dérive de la puissance lumineuse émise par la source qui est très critique pour les capteurs à modulation d'intensité.
Caractéristique intrinsèque du mesurande
Si la quantité à détecter est alternative (les vibrations par exemple), il suffira de faire une étude spectrale sur le signal électrique provenant du détecteur ainsi le rapport entre la composante alternative et continue donnera directement l'amplitude du mesurande. Dans d'autres cas, le mesurande sera proportionnel à la composante continue. Il est aussi possible d'utiliser des sources modulées [ ].