实验二十五 光纤传感器的位移特性实验

实验二十五 光纤传感器的位移特性实验

一.实验目的

了解光纤位移传感器的工作原理和性能。

二.实验器件

主机箱，光纤传感器，光纤传感器实验模板，测微头，铁和铜反射面。

三.基本原理

本实验采用的是传光型光纤，它有两束光纤混合后，组成Y型光纤，半圆分布及双D分布，一束光纤端部和光源相接发射光束，另一束端部与光电转换器相接接收光束。两束光混合后的端部都是工作端亦称探头，他与被测体相距X，有光源发出的光纤传到端部射出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，二光电转换器转换的电量大小与间距X有关，因此可用于测量位移。

四.实验内容

按照书上的图连接线路，将电压表选择开关达到20V档。旋转测微头，使光反射面离开Y型光纤头的同时，每个0.1mm读取一个电压表显示值。将数据读入下表, 并且找出现行做好的1mm范围内计算系统的灵敏度和非线性度。

五.数据处理

X(mm) U(v) 6.100 0 6.200 0.06 6.300 6.400 0.13 0.20 6.500 6.600 0.28 0.36 6.700 0.44 6.800 0.52 6.900 0.62 7.000 0.70 7.100 0.77

数据处理：

1mm范围内的灵敏度S:

ΔV=（0.77-0）/9=85.55 mV ΔX=1mm S=ΔU/ΔX=85.55mV/mm

非线性误差：

Δm=（0+60+130+200+280+360+440+520+620+700+770）/10=408mV yFS=770mV

δf=Δm/yFS×100%=53.0%

六 思考题

查阅传感器相关理论知识，说明光纤位移传感器测位移时对被测体的表面有什么要求？

由于光纤传感器是利用光的全反射原理工作的，它对于光路要求比较高，

故而，在使用光纤传感器时应该保证被测物体表面的光洁度，这样才能够使得

反射回光纤内的光强足够传感器感知。