文档介绍：黑龙江科技学院
综合性、设计性实验报告
实验项目名称: 光纤传感器位移特性实验
所属课程名称: 传感器工程实践
实验日期: 2013年月日
班级
学号
姓名
成绩

电气与控制工程学院实验室
实验概述:
【实验目的及要求】
【实验目的】
1、通过实验使学生掌握各种传感器的工作原理;
2、掌握传感器的特性测试方法;
3、掌握传感器的特性实验数据处理方法;
4、培养和提高学生传感器特性测试系统设计和分析的能力;
5、通过该课程的学****扩大学生知识面,为今后的研究和技术工作打下坚实的基础。
【设计要求】
1、掌握传感器的工作原理、测量电路的原理;
2、通过传感器特性系统的设计,多方面知识综合应用,全面提高能力;
3、为今后从事传感器工程方面的工作打下基础。
【实验原理】
1、传感器特性测试系统框图:
2、传感器测量电路原理图:
3、传感器特性测试系统的工作原理
本实验采用的是导光型多模光纤,它由两束光纤组成半圆分布的Y型传感探头,一束光纤端部与光源相接用来传递发射光,另一束端部与光电转换器相接用来传递接收光,两光纤束混合后的端部是工作端亦即探头,当它与被测体相距X时,由光源发出的光通过一束光纤射出后,经被测体反射由另一束光纤接收,通过光电转换器转换成电压,该电压的大小与间距X有关,因此光纤传感器可用于测量位移。
【实验环境】(使用的软件)
工具:直线位移执行器、光纤传感器、光纤传感器测量系统、数字电压表、测
微头
软件:特性软件SET2003
实验内容:
【实验方案设计】
设计要点:
光纤传感器是一种把被测量的状态转变为可测的光信号的装置。由光发送器发出的光经源光纤引导至敏感元件。这时,光的某一性质受到被测量的调制,已调光经接收光纤耦合到光接收器,使光信号变为电信号,最后经信号处理得到所期待的被测量。在光纤传感器特性测试实验中应注意以下几点:
光纤位移传感器具有前坡(0→最大),后坡(最大→最小)的原始输出特性。
外界光对测量具有一定影响,操作时应避免人员走动产生的光干扰。
光纤位移传感器离散性较大,输出特性可能是唯一的。
电压表分辨率为1/1999,,并存在“±1”个字的量化误差,在系统精度范围外的数字跳动属正常现象。
调零时数显电压表需从20V档逐步减档。
实验之前应关闭所有未用单元的电源,避免干扰。
测微头的读数和实际位移之间的关系为:实际位移=15mm-测微头读数(测微头初始刻度旋在15mm处),记录实验结果时填实际位移值。
测微头要正确读数,避免机械间隙误差,。
插计算机通讯线时注意对正小方形口。
10)记录实验数据时应反复测量几次取平均值作为结果,以得到更为准确的
实验数据。
11)传感器安装时探头应安装在连接杆上,连接杆插入直线位移执行器右边
靠里的支架内,探头应对准并顶住直线位移执行器圆盘上的小圆片。
12)实验之前光纤传感器测量系统的增益应大小适中,应使位移执行器全
范围移动时传感器及测量系统的输出在5V左右。
设计方案:
在本次试验中用到了光的反射、全反射。当光射到金属磁钢的表面时,发生反射,在光纤中传输的时候,发生全反射。
在这个实验中,位移是直线位移执行器光纤传感器