文档介绍：一种新型光纤位移传感器的设计
The Design of a New Type Optical
Fiber Displacement Shensor
•卢启柱
陆松泉
唐勇
郑绳植
Lu Qizhu
Lu Songquan
0) +10 n (t) (1 + Vcos ①0) 2I0V3 sin①0 sinwa t
=Id + In + Is (5)
式中，Id为输出的直流分量，la为输出的噪声分量，J为输出的信号分量。
在高可见度(V心1),且正交状态(①0 = n /2)下，经推导(详细过程略)得到可测得的最小位移，即分辨率Lamin为：
L amin = (入/8冗)n (t) (6)
将n (t) =240db,即n (t) = 1024,激光器的波
长入=6328，代入上式(6)得：
24
Lamin = (6328/8冗)X10 = 0. 025
3 实验装置
实验装置如图3所示，由He2Ne激光器产生的单频光经10 X透镜汇聚后，入射到单膜光纤中，再经光纤耦合器，一路耦合到折射率匹配液中，以减少该路的反射光，另一路传输到传感头，部分光从传感头与空气界面上反射回来，形成参考光束，其余光到达被测表面再返回到传感头中，形成信号光束。即传感头与被测表面形成了 F —P干涉仪的光学谐振腔，谐振腔的静态长度可通过五维机架调节，使干涉仪工作在正交状态，即实现①。=n/2。被测面与压电晶体相连，调节信号发生器的输出电压幅度，即可改变谐振腔的动态距离，参考光束与信号光束干涉后，再通过光耦合器返回到光电二极管中，经光电变换、放大滤波、A/ D变换以及微机处理后，可在荧光屏上观察到位移的变化规律及位移量的大小。
图3实验装置
5 实验结果
把一小片反光薄膜粘贴在 PZT压电陶瓷上 PZT由信号源驱动，经中国计量科学院标定驱动电压与位移的关系如下表所示。
根据压电陶瓷理论，其位移与激励电压的关系为：
2
L = KV + MV (7)
•炽］牛嬴|_2（禺7 Academic Jowmsl Pt^lishing All rights reserved,
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驱动电压与位移量关系表
输入电压(v)
0. 17
40. 16
80. 29
120. 50
160. 46
200. 46
位移理(卩m)
0. 00
0. 01
.02
0. 04
0. 05
0. 07
注：测试温度：⑵±0. 3) C
(下转第37页)
自动化与仪表第12卷1997 第5期 • 5
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•控制系统
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Pt = p2o2r (T220) (3)
式中，P20为油品20 C时的比重，r为平均