WO1990014598A1 - Fibre-optic accelerometer and process for measuring acceleration - Google Patents

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WO1990014598A1
WO1990014598A1 PCT/FR1990/000334 FR9000334W WO9014598A1 WO 1990014598 A1 WO1990014598 A1 WO 1990014598A1 FR 9000334 W FR9000334 W FR 9000334W WO 9014598 A1 WO9014598 A1 WO 9014598A1
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axis
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accelerometer
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Jean-Pierre Le Pesant
Marc Turpin
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Thomson-Csf
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
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    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/093—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by photoelectric pick-up

Definitions

  • the present invention relates to a fiber optic accelerometer and to an acceleration measurement method.
  • this force is used to induce deformations or stresses which are measured optically.
  • Such devices use for example the displacement of membranes or mechanical parts, or the stressing of refractive crystals.
  • one of the measurement difficulties is due to the acquisition of the signal, and in particular to the choice of the appropriate detector (difficult to use) and to the transfer of this signal between the measurement head and the device. processing this signal (electromagnetic interference).
  • the subject of the present invention is a method for easily and as precisely as possible measuring accelerations.
  • the present invention also relates to an accelerometer, the sensor of which is simple and easy to implement, the measurement signal of which is practically not sensitive to electromagnetic interference, and which does not exhibit interference couplings between the different measurement directions. .
  • the method according to the invention for measuring accelerations along at least one axis, consists, for each axis concerned, in imposing isotropic compression, a function of the acceleration along this axis, on an optical fiber by applying, to from this axis, a hydrostatic constraint to this fiber, and to measure optoelectronically the variations in physical parameters induced by the deformations of the fiber.
  • the measurement can be carried out either by polarimetry or by interferometry. In the case of polarimetric birefringence measurements, a single optical fiber is used, which avoids disparities in behavior between the two arms of the interferometer.
  • the accelerometer according to the invention for measuring accelerations along at least one axis, comprises, for each measurement axis, a mass movable along this axis, this imposing mass, by means of a practically incompressible fluid , a constraint to an optical fiber with an anisotropic structure whose variation in birefringence is measured under the effect of the constraint.
  • FIG. 1 is a schematic view of the optical part and electronics of an accelerometer according to the invention
  • FIG. 2 is a simplified sectional view of a measuring head of the accelerometer in FIG. 1,
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of an optical fiber used in the accelerometer of FIG. 1, and - Figures 4 and 5 are schematic views of alternative connection of measuring heads, according to the invention.
  • the accelerometer shown in FIG. 1 is intended for the measurement of accelerations along the three axes Ox, Oy and Oz of a Cartesian reference trihedron, but it is understood that the invention is not limited to such a mode of realization, and can be implemented for the measurement of accelerations along a single axis or several, which are not necessarily those of a Cartesian trihedron.
  • the accelerometer 1 in FIG. 1 comprises three identical measuring heads 2, 3, 4 oriented respectively along the axes Ox, Oy and Oz.
  • the optical part of each of these heads 2 to 4 is constituted by an optical fiber, respectively referenced 5 to 7.
  • these three fibers are connected in series, but they could just as easily be in parallel or in derivation .
  • These fibers are birefringent fibers with polarization maintenance.
  • a source 8 of light pulses comprising for example a superluminescent diode, is connected to one end of the series circuit formed by the three fibers, for example to the free end of the fiber 7.
  • the free end of the fiber 5 is connected via an offset fiber 9 to an interferometer 10.
  • the interferometer 10 is of the Michelson type, but any other type of interferometer could be used.
  • coupling points 11 to 13 are provided at the output (with respect to the light signal coming from the source) of each fiber 7, 6, 5 respectively. These coupling points serve, in a manner known per se, for the optical separation of the
  • FIG. 2 shows a measurement head of the accelerometer of FIG. 1, for example the head 2.
  • This head 2 comprises a movable mass 14 secured to a piston 15, this piston preferably having a small section.
  • the piston 15 passes into the opening 16 of a closed cavity 17.
  • the piston 15 seals the opening 10 but can move there with negligible friction.
  • the cavity 17 is entirely filled with a liquid 18 which is practically incompressible or at least very slightly compressible.
  • the fiber 5 is wound.
  • the fiber 5 has a structure making it possible to measure the variations in pressure of the liquid 18, which allows it to constitute an intrinsic sensor of these stresses, therefore of the acceleration to which the mass 14.
  • the fiber 5, of the polarization maintaining type has an anisotropic and birefringent structure, and it is the variation in birefringence under the effect of said stresses that is measured using the interferometer 10.
  • FIG. 3 shows an example of a fiber structure 19 which can be used in the measuring heads of the device of the invention.
  • Fiber 19 has a structure, known under the name "FASE", making it possible to separate variations in pressure and temperature.
  • the core 20 of the fiber 19 has a conventional coating 21, but on each side of the core 22 two symmetrical recesses 23, 24 are formed in this core. Thanks to such a structure, an isotropic pressure is transformed into an anisotropic stress on the fiber.
  • the birefringences B and B in two orthogonal directions, corresponding to the slow axis and the fast axis of propagation in the fiber, then vary unevenly as a function of variations in pressure on the fiber and therefore induce uneven variations in optical path for each of the two light polarizations introduced into the fiber.
  • the variations in acceleration have thus been transformed into variations in pressure which can be measured using the optical fiber wound in the liquid.
  • the measurement consists in detecting the variation in birefringence of the optical fiber.
  • This variation in birefringence can in particular be obtained in a birefringent optical fiber with polarization maintenance in which it is possible to measure the variations in propagation speed of wave trains polarized linearly in two main directions (own axes of the fiber).
  • the interferometer 10 makes it possible to measure the phase shifts accumulated in the three heads 2 to 4 and their variations as a function of that of the pressure, therefore that of the acceleration.
  • the pressure variation detected by interference fringe is then ascal and the acceleration variation - ⁇ detected by fringe is, for the aforementioned example of piston with a diameter of 2 mm:
  • the sensitivity of the device of the invention can be increased by increasing the length of fiber in the cavity 17 and by applying appropriate processing to the signal arriving at the interferometer.
  • the interferometer 10 with its signal processing circuit can advantageously be offset relative to the measurement heads (or to the single head).
  • measuring heads of the invention can be used for measurements in different measurement directions, without there being any
  • optical fibers of the measurement heads of the invention can be arranged in series, as shown in FIG. 1,
  • the reading interferometer is adapted, in a manner known to those skilled in the art, to these different configurations.
  • additional sensitivity and measurement stability of the accelerometer can be obtained using an additional fiber coil, birefringent and of the same nature as the measuring fiber, but which is not subject to variations pressure in the fluid, and whose main axes of birefringence
  • This additional coil makes it possible to compensate for parasitic phase shifts due in particular to temperature variations. In the case of series connection or bypass of the different measuring heads, a single additional coil is sufficient. In the case of parallel mounting, one is required for each branch of the mounting.

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Abstract

The accelerometer of the invention comprises for each axis of measurement (x, y, z) a cylinder and piston device driven by a mass which is movable in the direction of the axis under consideration, applying a hydrostatic stress to an optical fibre (5, 6, 7). Using an interferometer (10), the birefraction variations induced by the deformations of the fibre owing to the stress are measured.

Description

ACCELEROMETRE A FIBRE OPTIQUE ET PROCEDE DE MESURE D'ACCELERATIONS OPTICAL FIBER ACCELEROMETER AND ACCELERATION MEASUREMENT METHOD
La présente invention se rapporte à un accéléromètre à fibre optique et à un procédé de mesure d'accélération .The present invention relates to a fiber optic accelerometer and to an acceleration measurement method.
On sait que l'accélération peut être déterminée par la mesure de la variation d'une grandeur physique associée au phénomène d'accélération, par exemple la variation d'une force inertielle due à l'accélération d'une masse , selon la relation fondamentale de Newton F = mo •We know that acceleration can be determined by measuring the variation of a physical quantity associated with the phenomenon of acceleration, for example the variation of an inertial force due to the acceleration of a mass, according to the fundamental relationship. of Newton F = mo •
Dans certains dispositifs connus, on utilise cette force pour induire des déformations ou contraintes qui sont mesurées optiquement . De tels dispositifs utilisent par exemple le déplacement de membranes ou de pièces mécaniques, ou la mise sous contrainte de cristaux réfringents .In certain known devices, this force is used to induce deformations or stresses which are measured optically. Such devices use for example the displacement of membranes or mechanical parts, or the stressing of refractive crystals.
Dans ces dispositifs connus, l'une des difficultés de la mesure est due à l'acquisition du signal, et en particulier au choix du détecteur approprié (d'utilisation difficile) et au transfert de ce signal entre la tête de mesure et le dispositif de traitement de ce signal (parasitage électromagnétique) .In these known devices, one of the measurement difficulties is due to the acquisition of the signal, and in particular to the choice of the appropriate detector (difficult to use) and to the transfer of this signal between the measurement head and the device. processing this signal (electromagnetic interference).
Une autre difficulté est liée à l'existence de phénomènes de couplages parasites entre les diverses directions de mesure de l'accélération . Si on considère par exemple un trièdre cartésien de référence, on doit pouvoir faire la mesure de l'accélération indépendamment sur chacun des trois axes . Dans certains dispositifs connus, les contraintes appliquées dans une direction entraînent des cisaillements dans les autres directions (ce qui est par exemple le cas lorsque l'on met en oeuvre la biréfringence sous contrainte d'un cristal) , et par conséquent des couplages parasites entre directions principales .Another difficulty is linked to the existence of parasitic coupling phenomena between the various directions of measurement of acceleration. If we consider for example a reference Cartesian trihedron, we must be able to measure the acceleration independently on each of the three axes. In certain known devices, the stresses applied in one direction cause shearing in the other directions (which is for example the case when the birefringence under stress of a crystal is implemented), and consequently parasitic couplings between main directions.
La présente invention a pour objet un procédé permettant de mesurer facilement et de façon la plus précise possible des accélérations . La présente invention a également pour objet un accéléromètre dont le capteur soit simple et facile à mettre en oeuvre, dont le signal de mesure ne soit pratiquement pas sensible à des parasites électromagnétiques, et qui ne présente pas de couplages parasites entre les différentes directions de mesure.The subject of the present invention is a method for easily and as precisely as possible measuring accelerations. The present invention also relates to an accelerometer, the sensor of which is simple and easy to implement, the measurement signal of which is practically not sensitive to electromagnetic interference, and which does not exhibit interference couplings between the different measurement directions. .
Le procédé conforme à l'invention, pour la mesure d'accélérations selon au moins un axe, consiste, pour chaque axe concerné, à imposer une compression isotrope, fonction de l'accélération selon cet axe, à une fibre optique en appliquant, à partir de cet axe, une contrainte hydrostatique à cette fibre, et à mesurer de façon optoélectronique les variations de paramètres physiques induites par les déformations de la fibre. La mesure peut être effectuée soit par polarimétrie, soit par interf érométrie . Dans le cas de mesures de biréfringence par polarimétrie, on utilise une seule fibre optique, ce qui évite des disparités de comportement entre les deux bras de l'interf éromètre .The method according to the invention, for measuring accelerations along at least one axis, consists, for each axis concerned, in imposing isotropic compression, a function of the acceleration along this axis, on an optical fiber by applying, to from this axis, a hydrostatic constraint to this fiber, and to measure optoelectronically the variations in physical parameters induced by the deformations of the fiber. The measurement can be carried out either by polarimetry or by interferometry. In the case of polarimetric birefringence measurements, a single optical fiber is used, which avoids disparities in behavior between the two arms of the interferometer.
L'accéléromètre conforme à l'invention, pour la mesure d'accélérations selon au moins un axe, comporte, pour chaque axe de mesure, une masse mobile selon cet axe, cette masse imposant, par l'intermédiaire d'un fluide pratiquement incompressible, une contrainte à une fibre optique à structure anisotrope dont on mesure la variation de biréfringence sous ~ l'effet de la contrainte.The accelerometer according to the invention, for measuring accelerations along at least one axis, comprises, for each measurement axis, a mass movable along this axis, this imposing mass, by means of a practically incompressible fluid , a constraint to an optical fiber with an anisotropic structure whose variation in birefringence is measured under the effect of the constraint.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de plusieurs modes de réalisation, pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin annexé, sur lequel : 0 - la figure 1 est une vue schématique de la partie optique et électronique d'un accéléromètre conforme à l'invention,The invention will be better understood on reading the detailed description of several embodiments, taken by way of nonlimiting examples and illustrated by the appended drawing, in which: 0 - FIG. 1 is a schematic view of the optical part and electronics of an accelerometer according to the invention,
- la figure 2 est une vue en coupe simplifiée d'une tête de mesure de l'accéléromètre de la figure 1,FIG. 2 is a simplified sectional view of a measuring head of the accelerometer in FIG. 1,
- la figure 3 est une vue en coupe transversale d'une fibre optique utilisée dans l'accéléromètre de la figure 1, et - les figures 4 et 5 sont des vues schématiques de variantes de connexion de têtes de mesures, conformément à l'invention.FIG. 3 is a cross-sectional view of an optical fiber used in the accelerometer of FIG. 1, and - Figures 4 and 5 are schematic views of alternative connection of measuring heads, according to the invention.
L'accéléromètre représenté en figure 1 est destiné à la mesure d'accélérations selon les trois axes Ox, Oy et Oz d'un trièdre de référence cartésien, mais il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à un tel mode de réalisation, et peut être mise en oeuvre pour la mesure d'accélérations selon un seul axe ou plusieurs, qui ne sont pas forcément ceux d'un trièdre cartésien.The accelerometer shown in FIG. 1 is intended for the measurement of accelerations along the three axes Ox, Oy and Oz of a Cartesian reference trihedron, but it is understood that the invention is not limited to such a mode of realization, and can be implemented for the measurement of accelerations along a single axis or several, which are not necessarily those of a Cartesian trihedron.
L'accéléromètre 1 de la figure 1 comporte trois têtes de mesure identiques 2, 3, 4 orientées respectivement selon les axes Ox, Oy et Oz . La partie optique de chacune de ces têtes 2 à 4 est constituée par une fibre optique, respectivement référencée 5 à 7. Dans l'exemple représenté, ces trois fibres sont reliées en série, mais elles pourraient tout aussi bien être en parallèle ou en dérivation. Ces fibres sont des fibres biréfringentes à maintien de polarisation.The accelerometer 1 in FIG. 1 comprises three identical measuring heads 2, 3, 4 oriented respectively along the axes Ox, Oy and Oz. The optical part of each of these heads 2 to 4 is constituted by an optical fiber, respectively referenced 5 to 7. In the example shown, these three fibers are connected in series, but they could just as easily be in parallel or in derivation . These fibers are birefringent fibers with polarization maintenance.
Une source 8 d'impulsions lumineuses, comportant par exemple une diode superluminescente, est reliée à une extrémité du circuit série formé par les trois fibres, par exemple à l'extrémité libre de la fibre 7.A source 8 of light pulses, comprising for example a superluminescent diode, is connected to one end of the series circuit formed by the three fibers, for example to the free end of the fiber 7.
L'extrémité libre de la fibre 5 est reliée via une fibre 9 de déport à un interféromètre 10. Dans l'exemple représenté, l'interféromètre 10 est de type Michelson, mais on pourrait utiliser tout autre type d'interféromètre .The free end of the fiber 5 is connected via an offset fiber 9 to an interferometer 10. In the example shown, the interferometer 10 is of the Michelson type, but any other type of interferometer could be used.
Dans le cas représenté de fibres de têtes de mesure disposées en série, on prévoit des points de couplage 11 à 13 à la sortie (vis-à-vis du signal lumineux provenant de la source) de chaque fibre 7, 6, 5 respectivement. Ces points de couplage servent, de façon connue en soi, à la séparation optique desIn the illustrated case of fibers of measuring heads arranged in series, coupling points 11 to 13 are provided at the output (with respect to the light signal coming from the source) of each fiber 7, 6, 5 respectively. These coupling points serve, in a manner known per se, for the optical separation of the
_ 2 trois voies par couplage d'une faible partie (par exemple 10 à_ 2 three-way by coupling a small part (for example 10 to
_ 3_ 3
10 ) de l'énergie d'un axe de polarisation vers l'autre axe de polarisation .10) energy from one axis of polarization to the other axis of polarization.
On a représenté en figure 2 une tête de mesure de l'accéléromètre de la figure 1, par exemple la tête 2. Cette tête 2 comporte une masse mobile 14 solidaire d'un piston 15, ce piston ayant de préférence une faible section. Le piston 15 passe dans l'ouverture 16 d'une cavité fermée 17. Le piston 15 obture de façon étanche l'ouverture 10 mais peut s'y déplacer avec des frottements négligeables.FIG. 2 shows a measurement head of the accelerometer of FIG. 1, for example the head 2. This head 2 comprises a movable mass 14 secured to a piston 15, this piston preferably having a small section. The piston 15 passes into the opening 16 of a closed cavity 17. The piston 15 seals the opening 10 but can move there with negligible friction.
La cavité 17 est entièrement emplie d'un liquide 18 pratiquement incompressible ou tout au moins très faiblement compressible. Dans la cavité 18 est enroulée la fibre 5. La fibre 5 a une structure permettant de mesurer les variations de pression du liquide 18, ce qui lui permet de constituer un capteur intrinsèque de ces contraintes, donc de l'accélération à laquelle est soumise la masse 14.The cavity 17 is entirely filled with a liquid 18 which is practically incompressible or at least very slightly compressible. In the cavity 18 the fiber 5 is wound. The fiber 5 has a structure making it possible to measure the variations in pressure of the liquid 18, which allows it to constitute an intrinsic sensor of these stresses, therefore of the acceleration to which the mass 14.
La fibre 5, du type à maintien de polarisation, a une structure anisotrope et biréfringente, et c'est la variation de biréfringence sous l'effet desdites contraintes que l'on mesure à l'aide de l'interféromètre 10.The fiber 5, of the polarization maintaining type, has an anisotropic and birefringent structure, and it is the variation in birefringence under the effect of said stresses that is measured using the interferometer 10.
On a représenté en figure 3, un exemple de structure de fibre 19 utilisable dans les têtes de mesure du dispositif de l'invention. La fibre 19 a une structure, connue sous l'appellation "FASE" , permettant de séparer les variations de pression et de température. L'âme 20 de la fibre 19 a un revêtement 21 classique, mais de chaque côté du coeur 22 deux évidements symétriques 23,24 sont pratiqués dans cette âme. Grâce à une telle structure, une pression isotrope est transformée en contrainte anisotrope sur la fibre. Les biréfringences B et B selon deux directions orthogonales, correspondant à l'axe lent et l'axe rapide de propagation dans la fibre, varient alors de façons inégales en fonction des variations de pression sur la fibre et induisent donc des variations inégales de trajet optique pour chacune des deux polarisations lumineuses introduites dans la fibre .FIG. 3 shows an example of a fiber structure 19 which can be used in the measuring heads of the device of the invention. Fiber 19 has a structure, known under the name "FASE", making it possible to separate variations in pressure and temperature. The core 20 of the fiber 19 has a conventional coating 21, but on each side of the core 22 two symmetrical recesses 23, 24 are formed in this core. Thanks to such a structure, an isotropic pressure is transformed into an anisotropic stress on the fiber. The birefringences B and B in two orthogonal directions, corresponding to the slow axis and the fast axis of propagation in the fiber, then vary unevenly as a function of variations in pressure on the fiber and therefore induce uneven variations in optical path for each of the two light polarizations introduced into the fiber.
De façon plus détaillée, le fonctionnement du dispositif de l'invention est le suivant. Les mouvements de la masse mobile 14 (et du piston 15) , dans une direction imposée par la configuration du montage de cette masse m (axe 2A de la. tête 2) , sous l'effet d'une accélération Q , soumettent le piston 15 à une force F. Cette force soumet le liquide 18 à une pression P = F/S , où S est la surface de l'extrémité frontale 15A du piston 15. Par conséquent, des variations d'accélération Λ <S génèrent des variations de pression IL f données par :In more detail, the operation of the device of the invention is as follows. Movements of the moving mass 14 (and of the piston 15), in an imposed direction by the configuration of the mounting of this mass m (axis 2A of the head 2), under the effect of an acceleration Q, subject the piston 15 to a force F. This force subjects the liquid 18 to a pressure P = F / S, where S is the surface of the front end 15A of the piston 15. Consequently, variations in acceleration Λ <S generate variations in pressure IL f given by:
P = (m/S) . A^ Dans un exemple de réalisation : m = 1kg, et .le pistonP = (m / S). A ^ In an exemplary embodiment: m = 1kg, and. The piston
-6 a un diamètre de 2 mm, donc S = 3, 14. 10 m2. On a alors :-6 has a diameter of 2 mm, so S = 3, 14. 10 m 2 . We then have:
P = (l/3, 14) . κW = 3, 2. 105 i -fP = (1/3, 14). κW = 3, 2. 10 5 i -f
Pour = 1ms"2 , on ob tient J p = 3, 2. 105 Pascal.For = 1ms "2 , we get J p = 3, 2. 10 5 Pascal.
On a ainsi transformé les variations d'accélération en variations de pression qui peuvent être mesurées grâce à la fibre optique enroulée au sein du liquide . La mesure consiste à détecter la variation de biréfringence de la fibre optique .The variations in acceleration have thus been transformed into variations in pressure which can be measured using the optical fiber wound in the liquid. The measurement consists in detecting the variation in birefringence of the optical fiber.
Cette variation de biréfringence peut en particulier être obtenue dans une fibre optique biréfringente à maintien de polarisation dans laquelle on peut mesurer les variations de vitesse de propagation de trains d'ondes polarisées linéairement selon deux directions principales (axes propres de la fibre) .This variation in birefringence can in particular be obtained in a birefringent optical fiber with polarization maintenance in which it is possible to measure the variations in propagation speed of wave trains polarized linearly in two main directions (own axes of the fiber).
L'interféromètre 10 permet de mesurer les déphasages accumulés dans les trois têtes 2 à 4 et leurs variations en fonction de celle de la pression, donc celle de l'accélération.The interferometer 10 makes it possible to measure the phase shifts accumulated in the three heads 2 to 4 and their variations as a function of that of the pressure, therefore that of the acceleration.
Selon un exemple de réalisation, si la sensibilité deAccording to an exemplary embodiment, if the sensitivity of
5 lecture est de 1 frange pour 10 Pascal par mètre de fibre, et si une tête de mesure comporte 10 mètres de fibre optique5 reading is 1 fringe for 10 Pascal per meter of fiber, and if a measuring head has 10 meters of optical fiber
(enroulée dans la cavité 17) , la variation pression détectée par frange d'interférence est alor
Figure imgf000007_0001
ascal et la variation d'accélération -- ^ détectée par frange est, pour l'exemple précité de piston à diamètre de 2 mm :(wound in cavity 17), the pressure variation detected by interference fringe is then
Figure imgf000007_0001
ascal and the acceleration variation - ^ detected by fringe is, for the aforementioned example of piston with a diameter of 2 mm:
•A^ = (S/m) . P = (3, 14.10"6/1) . 104 = 3. 14. 10* ms" On peut augmenter la sensibilité du dispositif de l'invention en augmentant la longueur de fibre dans la cavité 17 et en appliquant un traitement approprié au signal arrivant à l'interf éromètre. L'interf éromètre 10 avec son circuit de traitement de signal peuvent avantageusement être déportés par rapport aux têtes (ou à la tête unique) de mesure. • A ^ = (S / m). P = (3, 14.10 " 6/1). 10 4 = 3. 14. 10 * ms " The sensitivity of the device of the invention can be increased by increasing the length of fiber in the cavity 17 and by applying appropriate processing to the signal arriving at the interferometer. The interferometer 10 with its signal processing circuit can advantageously be offset relative to the measurement heads (or to the single head).
On peut utiliser plusieurs têtes de mesure de l'invention pour des mesures dans des directions de mesure différentes, sans qu'il y ait entre elles un quelconqueSeveral measuring heads of the invention can be used for measurements in different measurement directions, without there being any
10 couplage, notamment de cisaillement. Les mesures selon ces directions différentes sont fortement découplées les unes par rapport aux autres.10 coupling, in particular of shear. The measurements in these different directions are strongly decoupled from each other.
Les fibres optiques des têtes de mesure de l'invention peuvent être disposées en série, comme représenté en figure 1,The optical fibers of the measurement heads of the invention can be arranged in series, as shown in FIG. 1,
* en parallèle comme schématisé en figure 4 (sur cette figure 4, les différentes sources sont référencées SI à S3 et les interf érométres II à 13) , ou en dérivation comme schématisé en figure 5 (sur la figure 5, la source unique est référencée S et l'interf éromètre I, les branches comportant les fibres 2 et 4* in parallel as shown diagrammatically in FIG. 4 (in this figure 4, the different sources are referenced SI to S3 and the interferometers II to 13), or in derivation as shown diagrammatically in FIG. 5 (in FIG. 5, the single source is referenced S and the interferometer I, the branches comprising fibers 2 and 4
20 étant reliées par des coupleurs à la branche comportant la fibre20 being connected by couplers to the branch comprising the fiber
3) . Bien entendu, l'interféromètre de lecture est adapté, de façon connue pour l'homme de l'art, à ces différentes configurations .3). Of course, the reading interferometer is adapted, in a manner known to those skilled in the art, to these different configurations.
Dans le cadre de l'invention, une augmentationIn the context of the invention, an increase
2 supplémentaire de la sensibilité et de la stabilité de mesure de l'accéléromètre peut être obtenue à l'aide d'une bobine de fibre supplémentaire, biréfringente et de même nature que la fibre de mesure, mais qui n'est pas soumise aux variations de pression dans le fluide, et dont les axes principaux de biréfringence2 additional sensitivity and measurement stability of the accelerometer can be obtained using an additional fiber coil, birefringent and of the same nature as the measuring fiber, but which is not subject to variations pressure in the fluid, and whose main axes of birefringence
30 sont croisés à 90° par rapport à ceux de la fibre de mesure.30 are crossed at 90 ° to those of the measuring fiber.
Cette bobine supplémentaire permet de compenser les déphasages parasites dus notamment aux variations de température. Dans le cas du montage en série ou en dérivation des différentes têtes de mesure, il suffit d'une seule bobine supplémentaire. Dans le cas du montage en parallèle, il en faut une pour chaque branche du montage. This additional coil makes it possible to compensate for parasitic phase shifts due in particular to temperature variations. In the case of series connection or bypass of the different measuring heads, a single additional coil is sufficient. In the case of parallel mounting, one is required for each branch of the mounting.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de mesure d'accélérations selon au moins un axe, caractérisé par le fait qu'il consiste, pour chaque axe de mesure, à imposer une compression isotrope, fonction de l'accélération selon cet axe, à une fibre optique (15) sensible à une variation de pression en appliquant à partir de cet axe, une contrainte hydrostatique sur cette fibre, et à mesurer de façon optoélectronique les variations de paramètres physiques induites par les déformations de la fibre .1. Method for measuring accelerations along at least one axis, characterized in that it consists, for each measurement axis, in imposing isotropic compression, a function of the acceleration along this axis, on an optical fiber (15 ) sensitive to a pressure variation by applying from this axis, a hydrostatic stress on this fiber, and to measure optoelectronically the variations of physical parameters induced by the deformations of the fiber.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par ιe fait que la mesure des déformations de la fibre est réalisée par interf érométrie .2. A method according to claim 1, characterized ι e fact that the measuring deformations of the fiber is carried out by interf érométrie.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la mesure des déformations de la fibre est réalisée par polarimétrie . 3. Method according to claim 1, characterized in that the measurement of the deformations of the fiber is carried out by polarimetry.
4. Accéléromètre pour la mesure d'accélérations selon au moins un axe, caractérisé par le fait qu'il comporte, pour chaque axe de mesure, une masse mobile selon cet axe (14) , cette masse étant solidaire d'un piston (15) pénétrant de façon étanche dans une enceinte (17) remplie d'un fluide (18) sensiblement incompressible, une fibre optique de mesure (5) baignant dans ce fluide, cette fibre étant reliée, à l'extérieur de l'enceinte, à une source lumineuse (8) et à un interféromètre (10) .4. Accelerometer for measuring accelerations along at least one axis, characterized in that it comprises, for each measurement axis, a mass movable along this axis (14), this mass being integral with a piston (15 ) sealingly entering an enclosure (17) filled with a substantially incompressible fluid (18), an optical measuring fiber (5) immersed in this fluid, this fiber being connected, outside the enclosure, to a light source (8) and an interferometer (10).
5. Accéléromètre selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la fibre optique est une fibre biréfringente à maintien de polarisation.5. Accelerometer according to claim 4, characterized in that the optical fiber is a birefringent fiber with polarization maintenance.
6. Accéléromètre selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait que la fibre optique a une structure anisotrope . 6. Accelerometer according to claim 4 or 5, characterized in that the optical fiber has an anisotropic structure.
7. Accéléromètre selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que la fibre optique est une fibre à structure évidée (19) du type "FASE" .7. Accelerometer according to one of claims 4 to 6, characterized in that the optical fiber is a fiber to hollow structure (19) of the "FASE" type.
8. Accéléromètre selon l'une des revendications 4 à 7, pour des mesures d'accélérations selon plusieurs axes, caractérisé par le fait que les moyens de mesure selon les différents axes fournissent des mesures fortement découplées entre elles .8. Accelerometer according to one of claims 4 to 7, for acceleration measurements along several axes, characterized in that the measurement means along the different axes provide highly decoupled measurements.
9. Accéléromètre selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif de mesure par polarimétrie à l'aide d'une seule fibre optique . 9. Accelerometer according to one of claims 4 to 8, characterized in that it comprises a measurement device by polarimetry using a single optical fiber.
10. Accéléromètre selon l'une des revendications 4 à10. Accelerometer according to one of claims 4 to
9, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une longueur de fibre supplémentaire ne baignant pas dans le fluide, pour compenser des fluctuations de température.9, characterized in that it comprises at least one additional length of fiber not immersed in the fluid, to compensate for temperature fluctuations.
11. Accéléromètre selon l'une des revendications 4 à 10, pour des mesures d'accélérations selon plusieurs axes, caractérisé par le fait que les différentes fibres optiques de mesure relatives à chaque axe sont disposées en série (figure 1) .11. Accelerometer according to one of claims 4 to 10, for acceleration measurements along several axes, characterized in that the different measuring optical fibers relating to each axis are arranged in series (Figure 1).
12. Accéléromètre selon la revendication 11, caractérisé par le fait que l'on dispose à la sortie de chaque fibre un point de couplage (11, 12, 13) .12. Accelerometer according to claim 11, characterized in that one has at the outlet of each fiber a coupling point (11, 12, 13).
13. Accéléromètre selon l'une des revendications 4 à13. Accelerometer according to one of claims 4 to
10, pour la mesure d'accélérations selon plusieurs axes, caractérisé par le fait que les différentes fibres optiques de mesure relatives à chaque axe sont disposées en parallèle (figure 4) .10, for measuring accelerations along several axes, characterized in that the different measurement optical fibers relating to each axis are arranged in parallel (FIG. 4).
14. Accéléromètre selon l'une des revendications 4 à 10, pour la mesure d'accélérations selon plusieurs axes, caractérisé par le fait que les différentes fibres optiques de mesure relatives à chaque axe sont disposées en dérivation (figure 5) . 14. Accelerometer according to one of claims 4 to 10, for the measurement of accelerations along several axes, characterized in that the different optical measurement fibers relating to each axis are arranged in shunt (Figure 5).
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