文档介绍：光纤传感器(FOS— Fiber Optical Sensor)是20世纪70年代中期发展起来的一种基于光导纤维的新型传感器。
它是光纤和光通信技术迅速发展的产物，它与以电为基础的传感器有本质区别。
光纤传感器用光作为敏感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的媒质。
优点
① 电绝缘性能好。
由于光纤本身是电介质，而且敏感元件也可用电介质材料制作，因此光纤传感器具有良好的电绝缘性，特别适合高压供电系统及大容量电机的测试。
② 抗电磁干扰能力强。
这是光纤测量及光纤传感器独特的性能特征，因此光纤传感器特别适用于大电流、强磁场噪声、强辐射等恶劣的环境中，能解决许多传统传感器无法解决的问题。
③ 非侵入性。
由于传感头可做成电绝缘的，而且其体积可以做得很小（最小是只大于纤芯的芯径），因此，他不仅对电磁场是非侵入式的，而且对速度场也是非侵入式的，故对被测场不产生干扰。这对于弱电磁场及小管道内流速、流量等的检测特别具有使用价值。
④ 高灵敏度。
高灵敏度是光学测量的优点之一，利用光作为信息的载体的光纤传感器的灵敏度很高，它是某些精密测量和控制必不可少的工具。
⑤ 容易实现对被测信号的远距离监控。
由于光纤的传输损耗很小（，因此光纤传感器技术与遥测技术相结合，很容易实现对被测场的远距离监控。这对于工业生产过程的自动控制以及对核辐射、易燃、易爆气体和大气污染等进行监测
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位移 速度 加速度 振动 应变 压力 流量 液位 温度 电流 电压 磁场
光纤的结构
纤芯、包层、涂敷层、护套。
纤芯—直径：5~150μm；石英 玻璃 塑料；
包层—100~200μm；n1>n2
涂敷层—隔离杂光。
护套—提高机械强度。
2R
2r
n2
n1
n
n2
n1
纤芯
包层
图1 光纤传感器结构的示意图
斯乃尔定理
当光由光密物质(折射率大)入射至光疏物质时发生折射，其折射角大于入射角，即n1＞n2时，θr＞θi。
n1 n2 θr θi之间的数学关系为：
(a) 光的折射示意图
(c) 光全反射示意图
n1
n2
θr
θi
n1
n2
θr
θi
n1
n2
θr
θi
(b) 临界状态示意图
图2 光在不同物质分界面的传播
入射角θi增大时，折射角θr也随之增大，且始终θr＞θi。
当θr=90º时，θi仍＜90º，此时，出射光线沿界面传播如图(b)，称为临界状态。这时有：
式中：θi0——临界角
当θi＞θi0并继续增大时，θr＞90º，这时便发生全反射现象，如图(c)，其出射光不再折射而全部反射回来。
θi0=arcsin(n2/n1)
sinθi0=n2/n1
sinθr＝sin90º＝1
图3 光纤导光示意图