文档介绍：实验三光纤位移传感器测位移特性实验
实验目的
了解光纤位移传感器的工作原理和性能。
实验原理
光纤传感器是利用光纤的特性研制而成的传感器。
光纤具有很多优异的性能,例如:抗电磁干扰和原子辐射的性能,径细、质软、重量轻的机械性能,绝缘、无感应的电气性能,耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等,它能够在人达不到的地方(如高温区),或者对人有害的地区(如核辐射区),起到人的耳目的作用,而且还能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。
光纤传感器的分类
光纤传感器主要分为两类:功能型光纤传感器及非功能型光纤传感器。
功能型光纤传感器利用对外界信息具有敏感能力和检测功能的光纤,构成“传”和“感”合为一体的传感器。工作时利用检测量去改变描述光束的一些基本参数,如光的强度、相位、偏振、频率等,它们的改变反映了被测量的变化。由于对光信号的检测通常使用光电二极管等光电元件,所以光的那些参数的变化,最终都要被光接收器接收并被转换成光强度及相位的变化。这些变化经信号处理后,就可得到被测的物理量。应用光纤传感器的这种特性可以实现力,压力、温度等物理参数的测量。
非功能型光纤传感器主要是利用光纤对光的传输作用,由其他敏感元件与光纤信息传输回路组成测试系统,光纤在此仅起传输作用。
传光型光纤位移传感器
本实验采用的是传光型光纤位移传感器,它由两束光纤混合后,组成Y形光纤,半园分布即双D分布,一束光纤端部与光源相接发射光束,另一束端部与光电转换器相接接收光束。两光束混合后的端部是工作端亦称探头,它与被测体相距d,由光源发出的光纤传到端部出射后再经被测体反射回来,另一束光纤接收光信号由光电转换器转换成电量。传光型光纤传感器位移量测是根据传送光纤之光场与受讯光纤交叉地方视景做决定。
发射光
接收光
传光型光纤位移传感器
发射光
接收光
当光纤探头与被测物接触或零间隙时(d=0),则全部传输光量直接被反射至传输光纤。没有提供光给接收端之光纤,输出讯号便为“零”。
当探头与被测物之距离增加时,接收端之光纤接收之光量也越多,输出讯号便增大,当探头与被测物之距离增加到一定值时,接收端光纤全部被照明为止,此时也被称之为“光峰值”。
达到光峰值之后,探针与被测物之距离继续增加时,将造成反射光扩散或超过接收端接收视野。
使得输出之讯号与量测距离成反比例关系。
如图曲线所示,一般都选用线性范围较好的前坡为测试区域。
需用器件与单元
主机箱中的±15V直流稳压电源
电压表
Y型光纤传感器
光纤传感器实验模板
测微头
反射面(抛光铁圆片)
实验步骤:
1、观察光纤结构:二根多模光纤组成Y形位移传感器。将二根光纤尾部端面(包铁端部)对住