光纖位移傳感器實(shí)驗(yàn)(鐘鵬)

1、反射式光纖位移傳感器測距原理實(shí)驗(yàn)反射式光纖位移傳感器測距原理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.了解光纖傳輸?shù)幕驹?.了解反射式光纖傳感器的一般原理結(jié)構(gòu)、性能3.利用反射式光纖位移傳感器測量出光強(qiáng)隨位移變化的函數(shù)關(guān)系。實(shí)驗(yàn)原理：１光導(dǎo)纖維與光纖傳感器的一般原理１光導(dǎo)纖維與光纖傳感器的一般原理圖１光纖的基本結(jié)構(gòu)光導(dǎo)纖維是利用光的完全內(nèi)反射原理傳輸光波的一種介質(zhì)。如圖１所示，它是由高折射率的纖芯和包層所組成。包層的折射率小于纖芯的折射率，直徑大致為０.１

2、ｍｍ～０.２ｍｍ。當(dāng)光線通過端面透入纖芯，在到達(dá)與包層的交界面時(shí)，由于光線的完全內(nèi)反射，光線反射回纖芯層。這樣經(jīng)過不斷的反射，光線就能沿著纖芯向前傳播。由于外界因素（如溫度、壓力、電場、磁場、振動(dòng)等）對光纖的作用，引起光波特性參量（如振幅、相位、偏振態(tài)等）發(fā)生變化。因此人們只要測出這些參量隨外界因素的變化關(guān)系，就可以通過光特性參量的變化來檢測外界因素的變化，這就是光纖傳感器的基本工作原理。２反射式位移傳感器的結(jié)構(gòu)原理２反射式位移傳感器的

3、結(jié)構(gòu)原理反射式光纖位移傳感器是一種傳輸型光纖傳感器。其原理如圖２所示：光纖采用Ｙ型結(jié)構(gòu)，兩束多模光纖，一端合并組成光纖探頭，另一端分為兩支，分別作為光源光纖和接收光纖。光從光源耦合到光源光纖，通過光纖傳輸，射向反射片，再被反射到接收光纖，最后由光電轉(zhuǎn)換器接收，轉(zhuǎn)換器接受到的光源與反射體表面性質(zhì)、反射體到光纖探頭距離3.安裝好測微頭，將頂部的反射片擦拭干凈，測微頭旋至10mm左右，前后移動(dòng)測微頭使反射片距光纖位移傳感器約3mm，固定好測微

4、頭。4.如圖4，將發(fā)光二極管和光敏三極管連接到放大電路相應(yīng)的位置上，補(bǔ)償調(diào)零電位器也接入到電路中，將第二級(jí)可變增益反相放大器的輸出端VO與數(shù)字電壓表相連，數(shù)字電壓表置20V檔，打開傳感器電源開關(guān)。圖45.旋轉(zhuǎn)測微頭使反射片貼緊光纖傳感器端面，調(diào)節(jié)“增益”電位器適中，調(diào)節(jié)補(bǔ)償調(diào)零電位器使數(shù)字電壓表指示為零（粗調(diào)）。6.減小數(shù)字電壓表量程（2V200mV），調(diào)節(jié)補(bǔ)償調(diào)零電位器，進(jìn)一步使數(shù)字電壓表指示為零（細(xì)調(diào)），結(jié)果是X=0，V=0。7.旋

5、轉(zhuǎn)千分尺，使光纖探頭端面緊貼反射面，此時(shí)輸出電壓最小(一般為零)。V?8.電壓表打到20v檔，旋轉(zhuǎn)千分尺，使反射面離開探頭，每隔0.1mm讀取一電壓值，填入表1。9.據(jù)表1數(shù)據(jù)，做出光纖位移傳感器的位移特性圖（XV坐標(biāo)圖），計(jì)算靈敏度S=△V△X及線性范圍。表1：ΔX(mm)0.10.20.30.40.5V0020.050.080.110.14ΔX(mm)0.60.70.80.91.0V0.180.210.0250280.30ΔX(mm