文档介绍：光纤位移传感器静态实验光纤传感器是以光学技术为基础，将被敏感的状态以光信号形式取出。光信号不仅人能直接感知，而且，利用半导体二极管诸如光电二极管、雪崩光电二极管、发光二极管之类的小型而简单的元件很容易进行光电、电光转换，所以易与高度发展的电子装置匹配，这是光纤传感器的突出优点。此外，由于光纤不仅是敏感元件而且也是一种优良的低损耗传输线，因此不必考虑测量仪器和被测物体的相对位置，从而特别适用于电子传感器等不太适用的地方。
与其它机械量相比，位移是既容易检测又容易获得高精度的检测量，所以测量中常采用将被测对象的机械量转换成位移来检测的方法。例如将压力转换成膜的位移，将加速度转换成重物位移等；而且这种方法结构简单，所以位移传感器是机械量传感器中的基本传感器。光纤位移传感器有强度型和干涉型两大类，本实验所用传感器为反射式强度型光纤传感器。反射式强度型光纤传感器具有原理简单、设计灵活、价格低廉等特点，并已在许多物理量（如位移、压力、振动、表面粗糙度等）的测量中获得成功应用。这种位移传感器在小的测量范围内能进行高速位移测量，它具有非接触、探头小、频响高、线性度好等特点。
（一）预****提要
光纤的结构组成原理及应用。
光信号在光纤中的传播原理。
螺旋测微器的使用
（二）实验目的
1．了解光纤位移传感器的原理、结构、性能。
2．用作图法处理数据。
（三）实验仪器
DH-CG2000 传感器系统实验仪（本实验所用部件包括：主、副电源、差动放大器、光纤传感器、反射台、电压表）。
（四）实验原理
1. 光导纤维与光纤传感器的一般原理
图1 光纤的基本结构
光导纤维是利用光的完全内反射原理传输光波的一种介质。如图1所示，它是由高反射
率的纤芯和包层所组成。包层的折射率小于纤芯的折射率，直径大致为0 .1mm〜0 . 2 m
m。当光线通过端面透入纤芯，在到达与包层的交界面时，由于光线的完全内反射，光线反
射回纤芯层。这样经过不断的反射，光线就能沿着纤芯向前传播。由于外界因素（如温度、压力、电场、磁场、振动等）对光纤的作用，引起光波特性参量（如振幅、相位、偏振态等）
发生变化。因此人们只要测出这些参量随外界因素的变化关系，就可以通过光特性参量的变
化来检测外界因素的变化，这就是光纤传感器的基本工作原理。

反射式光纤位移传感器的工作原理如图 2所示，光纤采用Y型结构，两束多膜光纤一端
合并组成光纤探头，另一端分为两束，分别作为光源光纤和接收光纤，光纤只起传输信号的
作用，当光发射器发出的红外光，经光源光纤照射至反射面，被反射的光经接收光纤至光电
转换器，光电转换器将接收到的光转换为电信号。转换器接受到的光源与反射体表面性质、反射体到光纤探头距离有关。当反射表面位置确定后，接收到的反射光光强随光纤探头到反
射体的距离的变化而变化。显然，当光纤探头紧贴反射片时，接收器接收到的光强为零。随
着光纤探头离反射面距离的增加，接收到的光强逐渐增加，到达最大值点后又随两者的距离
通过对光强的检测而得到的位
增加而减小。其输出的光强决定于反射体距光纤探头的距离，移量如图3所示。
接收光纤
XHHH