В.И. Захаров, Е.Ю. Локтионов, Ю.С. Протасов, Ю.Ю. Протасов
8
Большинство промышленно производимых датчиков поставляются
калиброванными, однако их характеристики могут изменяться при
жестком закреплении мишени, в вакууме и при температурах, отличных
от комнатной. Для калибровки датчиков могут использоваться различ-
ные эталоны, например, математические маятники и маятниковые
ударники [35]. Одним из способов калибровки является взаимодействие
с шариками известной массы, бросаемыми с некоторой высоты (соот-
ветственно, можно рассчитать их импульс) [12], однако в этом случае
следует учитывать отскок калибра (чувствительному элементу переда-
ется импульс меньше расчетного) [59]. В [12] выполнена эксперимен-
тальная поверка калиброванного по импульсу пьезоэлектрического дат-
чика силы с использованием баллистического маятника. Результаты
обоих экспериментов хорошо согласуются между собой. Чувствитель-
ность пьезоэлектрических и тензометрических датчиков силы для изме-
рения импульса отдачи Δ
I
M
~ 10
–6
…10
–5
Н
с. Теоретический предел
разрешающей способности регистрации импульса отдачи пленочных
органических пьезоэлектрических преобразователей и МЭМС-
устройств стремится к Δ
I
M
~ 10
–18
Н
с [60], однако экспериментальные
работы, подтверждающие техническую возможность регистрации столь
малых импульсов отдачи (
I
M
< 10
–14
Н
с), отсутствуют.
Чаще всего мишень в экспериментах устанавливается непосред-
ственно на датчик силы, но это не всегда возможно из-за особенно-
стей вещества мишени и системы его подачи в рабочую зону, а также
при использовании особо чувствительных датчиков. В этом случае их
устанавливают таким образом, чтобы газоплазменный поток взаимо-
действовал с чувствительным элементом. Однако при воздействии
в атмосферных условиях регистрируемый импульс существенно за-
висит от расстояния между датчиком и зоной лазерного воздействия
[54]. Исследован вариант установки датчика силы за баллистическим
маятником [61], но в этом случае измеренный импульс оказывается
существенно (почти в 2 раза) большим, чем при установке мишени
непосредственно на датчик силы и оценке импульса только с помо-
щью маятника. Такая разница объясняется тем, что измеренное зна-
чение соответствует сумме импульса отдачи лазерной абляции и им-
пульса маятника при отталкивании от чувствительного элемента дат-
чика силы. Авторами работы [61] предполагается также, что различие
показаний при установке на маятнике и вне его обусловлено некор-
ректной работой датчика силы при ускорениях, сообщаемых системе,
однако совпадение результатов измерений с использованием маятни-
ка и установленного на нем датчика силы позволяет предположить,
что последний работает в этом случае корректно.
Оригинальный метод оптодинамической регистрации импульса
отдачи предложен и исследован в [62, 63]. Он заключается в оптиче-
ской регистрации (интерферометр Майкельсона с фотодиодной реги-
