光纤压力传感器实验
光纤传感测量实验报告
光纤传感测量实验报告光纤传感测量实验报告引言：光纤传感测量是一种基于光纤技术的测量方法，通过光的传输和传感原理，可以实现对各种物理量的精确测量。
本实验旨在探究光纤传感测量的原理和应用，并通过实际操作验证其可行性。
一、光纤传感测量原理光纤传感测量的基本原理是利用光的特性在光纤中传输，并通过光的改变来测量物理量。
光纤传感器由光源、光纤、光电探测器和信号处理器组成。
当物理量作用于光纤时，会引起光纤中的光信号发生变化，进而被光电探测器接收并转化为电信号，最后通过信号处理器进行处理和分析。
二、光纤传感测量的应用领域光纤传感测量在许多领域都有广泛的应用。
其中，温度传感是光纤传感测量的主要应用之一。
通过光纤的热致效应，可以实现对温度的高精度测量。
此外，光纤传感测量还可以应用于压力、应变、湿度等物理量的测量，并且具有灵敏度高、抗干扰能力强等优点。
三、实验步骤及结果1. 实验仪器准备：光源、光纤、光电探测器、信号处理器等。
2. 实验一：温度传感测量。
将光纤传感器固定在温度变化的环境中，通过信号处理器获取温度变化的数据。
实验结果显示，随着温度的升高，光纤中的光信号发生了明显的变化，且与温度呈线性关系。
3. 实验二：压力传感测量。
将光纤传感器连接到压力变化的装置上，通过信号处理器获取压力变化的数据。
实验结果显示，压力的增加会导致光信号的衰减，且与压力呈正相关关系。
4. 实验三：应变传感测量。
将光纤传感器固定在受力物体上，通过信号处理器获取应变变化的数据。
实验结果显示，应变的增加会引起光信号的相位变化，且与应变呈线性关系。
5. 实验四：湿度传感测量。
将光纤传感器放置在湿度变化的环境中，通过信号处理器获取湿度变化的数据。
实验结果显示，湿度的增加会导致光信号的衰减，且与湿度呈负相关关系。
四、实验结果分析通过以上实验可以得出结论：光纤传感测量可以实现对温度、压力、应变和湿度等物理量的精确测量。
实验结果显示，不同物理量的变化会导致光信号的不同变化，这为光纤传感测量的应用提供了可靠的基础。
光纤传感实验
光纤压力传感系统特性实验一、实验目的：了解光纤压力传感器的原理和应用。
二、实验仪器主机箱、光纤温度/压力实验模板、气压表（监视气源压力）、三通引压胶管（连接气源﹑气压表与引压口）、光纤（单根装）。
三、实验原理按照光纤在传感器中所起的作用，光纤传感器一般分为两大类：1、传感型光纤传感器：利用光纤本身的特征把光纤直接作为敏感元件，既感知信息又传输信息，也称为功能型传感器。
2、传光型光纤传感器：利用其他敏感元件（如温度敏感元件、压力敏感元件等）感知待测量的变化，光纤仅作为光的传输介质，传输来自远处或难以接近场地的光信号。
也称混合型传感器。
用压阻式扩散硅压力传感器，所测量的对象为气压。
四、实验步骤1、按图1示意接线①、将实验模板中的引压口用三通胶管连接主机的气压源﹑气压表。
②、将光纤插入实验模板的光纤口③、将实验模板中的+15V、地﹑–15V接机箱中电压源的相应插孔中。
④、将实验模板中的mA处短接（或将主机箱中的电流表显示选择拨到20mA档后接入模板的mA处相应插孔中）⑤、将主机箱的电压表拨到20V档，并与实验模板中的压力传感器输出端相应连接。
2、按下实验模板中的温度/压力转换开关，处于压力测量状态。
3、合上主机箱总电源和气源开关，调节主机箱气源开关边上的转子流量计旋扭，观察气压表气压显示跟随调节变化，不调节时能达到动态平衡显示某一个压力显示值。
4、转动主机箱中的转子流量计旋扭，使气压表显示4kpa时调节实验模板中的电位器w(压力下限)，使主机箱的电压表显示0.40V。
p15、转动主机箱中的转子流量计旋扭，使气压表显示在20Kpa上，再调节模板中的电位器W（压力上限）使主机箱的电压表显示2.00V.p26、重复4和5步骤（至少循环3次），反复调节，使压力下限4kp对应0.40V，压力上限20kpa对应2.00V。
完成了压力量程上、下限的标定。
注意Wp1（压力下限）、Wp2（压力上限），不能再碰。
图1 光纤压力传感实验接线示意图7、将主机箱电压表由压力传感器输出端转接到光纤传感器输出端U的相应插孔上，标定光纤传感器输出转换电路，此时调节W零点（光纤下限）和W量程（光纤上限）调节方法与过程同4、5、6步骤（千万不能误调Wp1和Wp2，要小心，否则前功尽弃，要重新标定前级电路）。
光纤传感综合实验报告
一、实验目的1. 了解光纤传感的基本原理和特点。
2. 掌握光纤传感器的实验操作方法和数据采集技巧。
3. 分析光纤传感器在实际应用中的性能和适用范围。
二、实验原理光纤传感器是一种基于光波导原理的传感器，利用光纤传输光信号，实现对被测量的物理量的检测。
光纤传感器具有体积小、重量轻、抗电磁干扰、防腐性好、灵敏度高等优点，广泛应用于压力、应变、温度、位移等物理量的测量。
本实验主要涉及以下几种光纤传感器：1. 光纤光栅传感器：利用光纤光栅对光波波长进行调制，实现对温度、应变等物理量的测量。
2. 光纤干涉传感器：利用光纤干涉原理，实现对位移、振动等物理量的测量。
3. 光纤激光传感器：利用光纤激光器发出的激光，实现对物体表面缺陷、气体浓度等物理量的测量。
三、实验仪器与材料1. 光纤传感实验仪2. 激光器及电源3. 光纤夹具4. 光纤剥线钳5. 宝石刀6. 激光功率计7. 五位调整架8. 显微镜9. 显示器四、实验步骤1. 光纤光栅传感器实验（1）搭建实验装置，连接光纤传感实验仪和激光器。
（2）调整实验参数，包括光栅长度、温度等。
（3）采集光纤光栅传感器的输出信号，分析光栅对光波波长的影响。
2. 光纤干涉传感器实验（1）搭建实验装置，连接光纤传感实验仪和光纤干涉仪。
（2）调整实验参数，包括干涉仪的间距、光程差等。
（3）采集光纤干涉传感器的输出信号，分析干涉条纹的变化规律。
3. 光纤激光传感器实验（1）搭建实验装置，连接光纤传感实验仪和光纤激光器。
（2）调整实验参数，包括激光功率、检测距离等。
（3）采集光纤激光传感器的输出信号，分析激光光束的传播特性。
五、实验结果与分析1. 光纤光栅传感器实验结果实验结果显示，随着温度的升高，光纤光栅传感器的反射光谱发生红移，反射光谱峰值波长随温度的变化率与光栅的折射率调制周期成正比。
这说明光纤光栅传感器可以实现对温度的精确测量。
2. 光纤干涉传感器实验结果实验结果显示，随着干涉仪间距的增加，干涉条纹的间距增大，条纹数减少。
光纤传感器实验报告
实验题目：光纤传感器实验目的：掌握干涉原理，自行制作光线干涉仪，使用它对某些物理量进行测量，加深对光纤传感理论的理解，以受到光纤技术基本操作技能的训练。
实验仪器：激光器及电源，光纤夹具，光纤剥线钳，宝石刀，激光功率计，五位调整架，显微镜，光纤传感实验仪，CCD及显示器，等等实验原理：（见预习报告）实验数据：1.光纤传感实验（室温：24.1℃）（1）升温过程（2）降温过程2．测量光纤的耦合效率在光波长为633nm 条件下，测得光功率计最大读数为712.3nw 。
数据处理：一．测量光纤的耦合效率在λ=633nW ，光的输出功率P1=2mW 情况下。
在调节过程中测得最大输出功率P2=712.3nW代入耦合效率η的计算公式：3.56×10-4二．光纤传感实验1.升温时利用Origin 作出拟合图像如下：2040ALinear Fit of AABEquationy = a + bAdj. R-Squ 0.99849ValueStandard ErA Intercep -153.307 1.96249ASlope5.485340.06163由上图可看出k=5.49±0.06条纹数温度/℃根据光纤温度灵敏度的计算公式,由于每移动一个条纹相位改变2π，则 Δφ=2π×m （m 为移动的条纹数）故灵敏度即为因l=29.0cm故其灵敏度为±1.30）rad/℃2.降温时利用Origin 作出拟合图像如下：30323436-40-20ALinear Fit of AABEquationy = a + Adj. R-Squ 0.9973ValueStandard Er A Intercep -271.754 3.74289ASlope7.4510.11111由上图可看出k=7.45±0.11同上：灵敏度为条纹数温度/℃因l=29.0cm故其灵敏度为±2.38）rad/℃由上述数据可看出，升温时与降温时灵敏度数据相差较大，这是因为在升温时温度变化较快，且仪表读数有滞后，所以测出数据较不准确，在降温时测出的数据是比较准确的。
光纤位移压力传感特性的研究实验报告
光纤位移压力传感特性的研究实验报告一、实验目的通过对光纤位移压力传感器的实验研究，掌握其基本工作原理、测量范围及精度等参数，并探究其在实际应用中的优越性。
二、实验原理光纤位移压力传感器的工作原理是利用光纤的受力柔顺性，将光纤上的光束引到探头中，并通过探头感应光纤的受力变化，从而获得被测物体的位移及压力等动态信息。
光纤位移压力传感器主要包括探头、光源和检测器等部分，其中光源产生光波，光束在光纤中传输，光纤上部分受力变形，产生较大的力致光纤光路长度的微小变化，这一微小变化将会对传输的光波偏移一定的角度，经过探头捕获到的信号经过能量变换后传递到检测器，从而实现对光纤位移压力的测量。
三、实验器材光纤位移压力传感器、电源、光源、光电检测器、滑块导轨等。
四、实验流程1.按照实验器材使用说明书将光纤位移压力传感器安装在滑块导轨上；2.将电源连接至光源和光电检测器；3.调整光源和光电检测器的位置，使得光束能够形成一个封闭的光路；4.测量光纤位移压力传感器的初始状态；5.将较大的物体作用在光纤位移压力传感器上，测量其变形后的状态；6.根据读数计算出物体的位移及压力等数据，并进行分析。
五、实验结果本次实验的光纤位移压力传感器的测量范围为0至1000牛，精度可达0.1%。
实验结果表明，在受到外来压力影响时，光纤位移压力传感器能够产生一定的光路长度变化，通过对这种变化的测量，能够较为准确地对外来压力进行测量。
此外，在位移测量方面，本次实验中的光纤位移压力传感器也表现出了较为优越的性能，能够实现对微小变形的高精度测量。
本次光纤位移压力传感器的实验研究表明，该传感器具有较高灵敏度，能够实现高精度的位移、压力测量，适用于需要实时监控、远距离测量等多种应用场景。
通过对其功耗、精度等方面的分析，进一步优化传感器的性能，可以提升其在实际应用中的可靠性和适用性。
物理实验技术中的光纤传感实验的操作指南
物理实验技术中的光纤传感实验的操作指南光纤传感实验操作指南介绍：光纤传感实验是一项在物理实验技术中广泛应用的重要实验之一。
它利用光纤作为传感元件，通过光纤中的光信号来测量并监测环境中的各种物理量。
本文将为大家详细介绍光纤传感实验的操作指南，帮助大家更好地掌握这项实验技术。
材料准备：1. 光纤传感器：可选择不同类型的光纤传感器，如光纤布拉格光栅传感器、光纤拉曼散射传感器等。
2. 光源：选用适当波长的光源，如激光二极管、光纤光源等。
3. 光纤连接器：根据实验需要选择不同类型的光纤连接器。
4. 仪器设备：光纤测量设备、光功率计等。
实验步骤：1. 准备工作a. 清洁光纤：用洗净的酒精棉球轻轻擦拭光纤端面，确保光纤表面无灰尘和杂质。
b. 连接光纤：根据需要，使用光纤连接器将光纤连接到光纤测量设备和光源上。
c. 打开设备：打开光源和光纤测量设备，确保设备正常工作。
2. 测试光纤传感器a. 设置光纤测量设备：根据光纤传感器的特性，设置光纤测量设备的参数，如波长、测量范围等。
b. 测试信号：通过光源发出信号，并通过光纤传送到光纤传感器上。
c. 测量数据：使用光功率计等设备，测量传感器输出的光信号强度，并记录相关数据。
d. 分析结果：根据测量结果，分析传感器对不同物理量的响应特性。
3. 环境监测实验a. 确定监测目标：选择需要监测的环境物理量，如温度、压力、湿度等。
b. 选择传感器：根据监测目标，选择适合的光纤传感器。
c. 搭建实验装置：根据传感器的特性和环境条件，设计合适的实验装置。
d. 进行测量：根据实验装置，将传感器与被测量对象连接起来，并记录测量数据。
e. 数据分析：根据测量数据，分析环境物理量的变化趋势和相关性。
4. 实验安全注意事项a. 使用光源时，避免直接观察光源，以防眼睛受到光的伤害。
b. 注意光纤的特性，避免折弯和拉扯光纤，以免影响实验结果。
c. 在实验过程中，避免将光纤暴露在高温、高压或腐蚀性环境中，以免损坏传感器。
光纤传感器实验报告
光纤传感器实验报告
本次实验旨在探究光纤传感器的特性及其在测量过程中的应用。
实验中，我们使用了一个名为“FiberSense100”的光纤传感器系统，
该系统由一个光纤量子传感器和一台PC构成，旨在测量目标物体的温度、湿度和压力。
首先，我们确定了光纤传感器的工作原理，并进行了设置和校准。
在设置过程中，我们首先调节了温度传感器，设置正确的温度量程，
并将其与外界温度进行比较，以求出较高精度的温度值。
之后，我们
对湿度传感器和压力传感器也进行了类似的操作。
最后，我们将一个
温控器（用于控制实验室的温度）与光纤传感器相连，并进行了各种
负载和温度变化的测试，以验证光纤传感器的准确性和可靠性。
接着，我们再进行了对测量数据的分析。
通过对上述测试数据分析，我们发现光纤传感器能够很好地反映实验室温度变化以及随时间
推移而变化的负载情况，具有良好的稳定性。
在压力传感器方面，我
们也发现光纤传感器测量的压力值与标准值吻合，证明了光纤传感器
的高准确度。
最后，我们总结了本次实验的结果。
实验表明，当使用光纤传感
器时，可以快速准确地测量温度、湿度和压力，具有较高的稳定性和
可靠性，因此，光纤传感器可以广泛应用于生产实践中，以更好地满
足生产和检测需求。
光纤光栅压力传感实验
传感器的应用相当广泛，它是人类生活的触角、视野的延伸，也成为了现代人类科学技术活动的重要基础。国家经济建设、国防建设和高新技术的发展都离不开传感器，而传感器总是要在一定的环境中工作。它的性能的优劣直接影响着人类的各种活动，传感器一旦出现问题不仅给国家带来重大的经济损失和大量的资源与能源的消耗，还会给设备、装备、建筑物及人身安全带来威胁。随着人类触角遍及整个地球以及外太空，传统的传感器已经越来越不能满足人类的要求。本课题所研究的传感器以其简单的结构、较高的精度有望在未来满足一些人类的需求。此传感器目前可以通过对飞机等储油箱的多点测量，来实现对液位的监测。由于此传感器可以做得非常薄，所以它非常适合作为液位传感器来使用。
光纤传感器实验报告
光纤传感器实验报告光纤传感器实验报告引言光纤传感器是一种基于光学原理的传感器，通过光信号的变化来感知和测量环境中的物理量。
它具有高灵敏度、抗干扰能力强等优点，在工业、医疗、环境监测等领域得到广泛应用。
本实验旨在探究光纤传感器的原理和应用，并通过实验验证其性能。
实验一：光纤传感器的原理光纤传感器的基本原理是利用光的传输特性，通过光纤中的光信号的变化来感知和测量环境中的物理量。
光纤传感器主要包括光源、光纤、光探测器和信号处理器等组成部分。
在实验中，我们使用了一根单模光纤作为传感器。
当外界物理量作用于光纤时，光纤中的折射率发生变化，从而改变了光信号的传输特性。
通过测量光信号的变化，我们可以间接地得到环境中的物理量。
实验二：光纤传感器的应用光纤传感器具有广泛的应用领域，下面我们将介绍几个典型的应用案例。
1. 温度传感器光纤传感器可以用来测量温度。
通过将光纤与温度敏感材料结合，当温度发生变化时，光纤中的折射率也会发生变化，从而改变了光信号的传输特性。
通过测量光信号的变化，我们可以得到温度的信息。
2. 压力传感器光纤传感器还可以用来测量压力。
通过将光纤与压力敏感材料结合，当压力作用于光纤时，光纤中的折射率发生变化，从而改变了光信号的传输特性。
通过测量光信号的变化，我们可以得到压力的信息。
3. 拉力传感器光纤传感器还可以用来测量拉力。
通过将光纤与拉力敏感材料结合，当拉力作用于光纤时，光纤中的折射率发生变化，从而改变了光信号的传输特性。
通过测量光信号的变化，我们可以得到拉力的信息。
实验三：光纤传感器性能测试在本实验中，我们对光纤传感器的性能进行了测试，包括灵敏度、线性度和稳定性等。
灵敏度是指光纤传感器对物理量变化的响应能力。
我们通过改变环境中的物理量，并记录光信号的变化，来计算光纤传感器的灵敏度。
线性度是指光纤传感器输出信号与输入物理量之间的关系是否呈线性关系。
我们通过改变环境中的物理量，并记录光信号的变化，来计算光纤传感器的线性度。
光纤传感实验报告
光纤传感实验报告光纤传感实验报告引言：光纤传感技术是一种基于光纤的传感器技术，利用光纤的特殊性质来实现对物理量的测量和监测。
光纤传感技术具有高精度、高灵敏度、抗干扰性强等优点，广泛应用于工业、医疗、环境监测等领域。
本实验旨在通过设计和搭建光纤传感系统，探究光纤传感技术的原理和应用。
实验一：光纤传感系统搭建在本实验中，我们搭建了一个简单的光纤传感系统，包括光源、光纤、光纤传感器和光电探测器。
首先，我们将光源与光纤连接，通过光纤传输光信号到传感器。
传感器可以根据不同的物理量，如温度、压力等，改变光信号的特性。
然后，光信号再通过光纤传输回来，经过光电探测器转换成电信号，最终通过数据采集系统进行分析和处理。
实验二：温度传感应用在本实验中，我们以温度传感应用为例，探究光纤传感技术在温度测量领域的应用。
通过将光纤传感器与温度测量物体接触，光纤传感器的特性会随温度的变化而改变。
我们通过测量光纤传感器输出的光功率的变化，可以间接得到温度的信息。
实验结果表明，光纤传感技术在温度测量中具有高精度和高灵敏度的优势。
实验三：压力传感应用在本实验中，我们以压力传感应用为例，进一步探究光纤传感技术在压力测量领域的应用。
通过将光纤传感器与被测压力物体接触，光纤传感器的特性会随压力的变化而改变。
我们通过测量光纤传感器输出的光功率的变化，可以间接得到压力的信息。
实验结果表明，光纤传感技术在压力测量中具有较高的准确度和稳定性。
实验四：光纤传感系统的优势与挑战在本部分，我们将对光纤传感技术的优势和挑战进行分析。
光纤传感技术具有高精度、高灵敏度、抗干扰性强等优点，可以实现对多种物理量的测量和监测。
然而，光纤传感系统的搭建和维护成本较高，对环境条件要求较高，同时在长距离传输和多参数测量方面还存在一定的挑战。
因此，在实际应用中需要综合考虑技术和经济等因素。
结论：通过本实验，我们对光纤传感技术有了更深入的了解。
光纤传感技术具有广泛的应用前景，可以在工业、医疗、环境监测等领域发挥重要作用。
光纤位移压力传感特性的研究实验报告
光纤位移/压力传感特性的研究摘要：本实验主要研究LED 光源的I-P 特性，光纤纤端光场的径向分布，光纤纤端光场的轴向分布，反射式光纤位移传感，以及微弯式光纤位移传感的特性。
关键词：光纤 I-P 特性 光场分布 位移传感引言：近年来，光纤传输由于其宽频带，低消耗，重量轻，抗干扰能力强，保真度高等优点而被广泛应用于医学，装饰，汽车，船舶等诸多领域。
本实验采用控制变量的方法，定量研究光纤纤端光场的径向、轴向分布，以及反射式、微弯式光纤的位移传感特性，从而让学生更好地掌握光纤的传输特性和应用方式。
实验原理 • 原理 1、 透射调制对于多模光纤，光纤端出射光场的场强分布由下式决定(,)23/222(/)1tan 002•exp 23/222(/)1tan 00I r z Z a a c r Z a a c πζσθζσθΦ=⎡⎤+⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎡⎤+⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦式中，0I 为由光源耦合进入发送光纤中的光强，(,)r z Φ为纤端光场中位置(,)r Z 处的光通量密度，σ为一表征光纤折射率分布的相关参数，对于阶跃光纤，1σ=，0a 为光纤芯半径，ζ为与光源种类、光源跟光纤耦合情况有关的调制参数，c θ为光纤的最大出射角。
如果将同种光纤置于发送光纤纤端出射光场中作为探测接收器时，所接收到的光强可表示为20(,)(,)exp 22()()Ir I r z r z ds ds z z s s πωω⎡⎤⎢⎥=Φ=⎰⎰⎰⎰⎢⎥⎣⎦式中3/2(/)()1tan 00z z a a c ωσζθ⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦式中，S 为接受光面，即纤芯面。
在光纤端出射光场的远场区，为简便计，可将接收光纤端面中心点处的光强作为整个纤芯面上的平均光强，在这种近似下，得到在接受光纤终端所探测到的光强公式为20(,)exp 22()()SIr I r z z z πωω⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎣⎦透射调制时，通常入射光纤面不动，而接收光纤可以作纵（横）向位移。
大学物理光纤传感器实验报告
大学物理光纤传感器实验报告一、实验目的1、了解光纤传感器的工作原理和基本结构。
2、掌握光纤传感器测量位移、温度等物理量的方法。
3、学会使用相关仪器对光纤传感器的性能进行测试和分析。
二、实验原理光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可测的光信号的传感器。
它基于光在光纤中传输时的特性，如光的强度、波长、相位等会受到外界因素的影响而发生变化。
在位移测量中，通常利用光纤的微弯损耗原理。
当光纤发生弯曲时，光在纤芯和包层界面的全反射条件被破坏，从而导致光的传输损耗增加。
通过测量光强的变化，可以得到光纤的弯曲程度，进而推算出位移量。
在温度测量中，常采用光纤的热光效应或热膨胀效应。
热光效应指的是光纤材料的折射率随温度变化而改变，从而影响光的传输特性；热膨胀效应则是光纤的长度随温度变化而伸长或缩短，导致光程发生改变。
三、实验仪器1、光纤传感器实验仪：包括光源、光纤探头、光电探测器、信号处理电路等。
2、位移台：用于精确控制位移量。
3、温控箱：提供稳定的温度环境。
4、数字示波器：用于观测和记录电信号。
5、计算机：用于数据采集和处理。
四、实验步骤1、位移测量实验连接好实验仪器，打开光源和信号处理电路。
将光纤探头固定在位移台上，调整探头与被测物体的初始距离。
缓慢移动位移台，改变探头与被测物体的距离，同时观察数字示波器上输出信号的变化。
记录不同位移量对应的输出电压值，并绘制位移电压曲线。
2、温度测量实验将光纤探头放入温控箱中，设置不同的温度值。
等待温度稳定后，记录数字示波器上的输出电压值。
绘制温度电压曲线。
五、实验数据及处理1、位移测量实验数据｜位移（mm）｜输出电压（V）｜｜｜｜｜00|05|｜05|12|｜10|18|｜15|23|｜20|28|以位移为横坐标，输出电压为纵坐标，绘制位移电压曲线。
通过对曲线进行拟合，可以得到位移与输出电压之间的线性关系。
2、温度测量实验数据｜温度（℃）｜输出电压（V）｜｜｜｜｜200|08|｜300|15|｜400|21|｜500|28|｜600|35|同样以温度为横坐标，输出电压为纵坐标，绘制温度电压曲线。
光纤传感器实验
实验5—5 光纤传感器实验人类进人21世纪，信息传递的方式也在悄然改变。
从两根电线传输一路电话到一根光纤传输几十、几百路电话，从海底电缆到欧亚光缆，光纤传递光信息的优点是显而易见的。
光在光纤中不断地被全反射传输，免受大气的干扰、散射，衰减大大减少，从而实现上百公里的远距离传输而不需要中间放大器。
光纤在信息传输中的应用已为人们所熟知，但将光纤用作传感器却了解不多，该实验将介绍反射式光纤位移传感器，增强对光纤传感器的了解。
光纤传感器是一种新型传感器，随着其技术的日益发展，应用越来越广泛。
光纤传感器的机理是外界物理量的变化导致光纤参数的相应改变，例如应力或温度变化时，会引起光纤长度和折射率的变化，从而形成光纤应变或温度传感器。
光纤传感器具有许多优点：重量轻、灵敏度较高；几何形状具有多方面的适应性，可以制成任意形状的光纤传感器；耐高温、耐化学腐蚀、耐水性好，还能高速率和大容量传输测得的信息，便于测试自动化和远距离传输；光纤传感器可以用于高压、电气、噪音、高温、腐蚀或其他的恶劣环境，并可实现非破坏和非接触测量，而且具有与光纤遥感技术的内在相容性。
目前，正在研制中的光纤传感器有磁、声、压力、温度、加速度、陀螺、位移、液面、转矩、光声、电流和压变等类型的光纤传感器。
【实验目的】1.了解光纤、光纤传感器的基本概念。
2.了解反射式光纤位移传感器的基本原理。
3.测量并绘出输出电压与位移特性曲线。
4.了解利用反射式光纤位移传感器测量转盘转速和振动频率的工作原理。
【实验原理】Array1.光纤的基本知识1)光纤的基本结构光纤（Optic Fiber）是光导纤维的简称，一般由纤芯、包层、涂敷层与护套构成，是一种多层介质结构的对称性柱体光学纤维。
光纤的一般结构如图5-5-1所示。
纤芯和包层为光纤结构的主体，对光波的传播起着决定性作用，其中纤芯是光密媒质，包层是光疏媒质。
涂敷层与护套则主要用于隔离杂散光，提高光纤强度，保护光纤。
基于光纤传感技术的压力传感器研究
基于光纤传感技术的压力传感器研究随着现代工业技术不断发展，工业生产过程中的各种传感器也在不断推陈出新。
其中，压力传感器是应用最为广泛的一类传感器之一，其应用领域涵盖了各个行业，如石油化工、生物医药、机械制造等领域。
随着科学技术的发展，基于光纤传感技术的压力传感器研究也得到了越来越多的关注。
一、基于光纤传感技术的压力传感器原理基于光纤传感技术的压力传感器，是通过将光纤作为传感元件来测量物理量的变化。
其原理类似于弯曲光纤传感器，但通过不同的接触剂和制备方法，可以获得不同的传感特性和一定的灵敏度。
在基于光纤传感技术的压力传感器中，当压力作用于传感头部分时，其会产生一定的弯曲和应变，进而会改变光纤的折射率和衰减率等特性。
通过对这些特性的测量和分析，可以获得相关的压力传感信息。
二、基于光纤传感技术的压力传感器的优点和局限性基于光纤传感技术的压力传感器相比传统传感器的优点在于其具有良好的机械性能和抗干扰性能。
同时，在光的传输过程中，光的损耗是非常小的，因此能够保证传感器的高精度和高灵敏度，以及对于极端环境的适应性更高。
然而，基于光纤传感技术的压力传感器在实际应用中也存在一定的局限性。
例如，其制备成本较高，且使用和安装比较麻烦。
此外，传感器的稳定性也需要进行更加严格的控制。
三、基于光纤传感技术的压力传感器在工业应用中的现状和前景目前，基于光纤传感技术的压力传感器已经在许多领域得到应用，如石油化工、生物医药、机械制造等。
在石油化工领域，基于光纤传感技术的压力传感器能够实现高压高温环境下的长期实时监测，为安全生产提供有效的保障。
在生物医药领域，其应用于对血液压力的监测和脑脊液压的检测等方面，也取得了较好的效果。
未来，随着科学技术的不断发展，基于光纤传感技术的压力传感器将会在更多领域得到应用。
同时，引入新材料和新技术将有助于提高其稳定性和准确性，进一步拓展其应用领域和市场前景。
综上所述，基于光纤传感技术的压力传感器作为新型的传感器，在工业应用中具有良好的前景和发展潜力。
光纤测量实验报告
#### 实验目的1. 了解光纤传感技术的基本原理和操作方法。
2. 掌握光纤传感器的使用，包括光纤光栅传感器、光纤光谱仪等。
3. 学习如何通过光纤传感器测量物理量，如压力、温度、光谱等。
4. 培养实验操作技能和数据分析能力。
#### 实验原理光纤传感器是利用光纤作为传感元件，通过光纤传输光信号来实现对物理量的测量。
光纤传感器具有体积小、重量轻、抗电磁干扰、防腐性好、灵敏度高等优点，广泛应用于工业、医疗、军事等领域。
#### 实验仪器1. 光纤光栅传感器2. 光纤光谱仪3. 光功率计4. 光纤连接器5. 温度控制器6. 数据采集系统#### 实验步骤1. 光纤光栅传感器测量压力实验（1）将光纤光栅传感器固定在实验台上。
（2）调整传感器，使其处于待测压力位置。
（3）打开数据采集系统，设置采集参数。
（4）施加压力，观察传感器输出信号的变化。
（5）记录数据，分析压力与输出信号之间的关系。
2. 光纤光谱仪测量光谱实验（1）将待测物质置于光纤光谱仪的样品池中。
（2）打开光谱仪，设置光谱范围和分辨率。
（3）采集光谱数据，分析物质的光谱特性。
（4）记录数据，绘制光谱曲线。
3. 光纤光栅温度传感器测量温度实验（1）将光纤光栅温度传感器固定在实验台上。
（2）调整传感器，使其处于待测温度位置。
（3）打开数据采集系统，设置采集参数。
（4）控制温度变化，观察传感器输出信号的变化。
（5）记录数据，分析温度与输出信号之间的关系。
#### 实验结果与分析1. 光纤光栅传感器测量压力实验实验结果表明，随着压力的增加，光纤光栅传感器的输出信号也随之增加，两者呈线性关系。
这表明光纤光栅传感器可以有效地测量压力。
2. 光纤光谱仪测量光谱实验实验结果表明，待测物质的光谱特性与其化学成分和结构有关。
通过分析光谱曲线，可以了解物质的组成和性质。
3. 光纤光栅温度传感器测量温度实验实验结果表明，随着温度的升高，光纤光栅传感器的输出信号也随之增加，两者呈线性关系。
激光全光纤温度及压力传感实验
激光全光纤温度及压力传感实验一、实验目的：1、掌握光线温度压力传感器原理；2、分别测量光纤温度压力传感器的灵敏度二、干涉测量原理光学干涉测量是理工类大学物理实验的重要内容，如利用钠光等厚干涉测量凸透镜曲率半径、使用迈克尔逊干涉仪测量微小位移等。
自从六十年代初第一台激光器问世以来，因其良好的单色性、很小的光束发散角和较长的相干长度，使干涉测量理论和可测量范围大大扩展。
基于干涉理论之上的“激光测长仪”、“激光陀螺”等技术也得到了迅速发展，已经在科学研究、工业生产和国防科技等方面发挥着不可替代的作用。
然而，那些把空气作为介质的激光干涉装置，存在着致命的缺陷，那就是温度的不均匀、振动、空气中的水分含量等使这些激光干涉装置在工程应用中受到限制。
随着信息工程的发展，特别是光纤通讯领域的突飞猛进的发展，使光纤制造技术及相关配件日趋成熟，因而全光纤干涉装置得到很快的发展，首先在航天、航空方面，“光纤陀螺”正在代替“激光陀螺”，其次，在民用工业方面中的汽车工业等领域，逐步也开始使用这种耐振动、不怕电磁干扰、可在较高温度环境下工作的光纤干涉测量装置或光纤光强式测量装置。
根据光的电磁波理论，当一个原子发生“跃迁辐射”，即电子从高能级跃迁到底能级时，产生电磁波发射，即发出光子，大量原子受到外场激励后，会无序地大量发射光子（即电磁波），这些电磁波之间在频率、偏振方向、相位关系、传播方向各不相同，相互之间没有任何关系，称之谓“自发辐射”。
还有另一种辐射，当电子从一个能级跃迁到下一个能级时，它又刺激了另一个原子产生辐射，而且跃迁发生在同样两个能级之间，因而这两个光子具有同频率、同位相、同偏振方向、同传播方向，这种辐射称之谓“受激辐射”。
根据光学理论，同频率、同位相、同偏振方向两束光相遇的空间光强会产生有规律的叠加或相互抵消，本来是光强均匀分布的光场，由于相互干涉，变得不均匀了，产生了“干涉条纹”。
激光是“受激辐射”光，从同一激光器出射的光，若把它分成两路，再让它们相遇，在相遇区域就会产生干涉，若将“干涉条纹”放大，肉眼就清晰可见。
光纤压力传感器实验
光纤压力传感器实验一、实验目的1、了解并掌握传导型光纤压力传感器工作原理及其应用二、实验内容l、传导型光纤压力传感光学系统组装调试实验；2、发光二极管驱动及探测器接收实验；3、传导型光纤压力传感器测压力原理实验。
三、实验仪器1、光纤压力传感器实验仪1台2、气压计1个3、气压源l套4、光纤1根5、2#迭插头对若干6、电源线1根四、实验原理通常按光纤在传感器中所起的作用不同，将光纤传感器分成功能型(或称为传感型)和非功能型(传光型、结构型)两大类。
功能型光纤传感器使用单模光纤，它在传感器中不仅起传导光的作用，而且又是传感器的敏感元件。
但这类传感器的制造上技术难度较大，结构比较复杂，且调试困难。
非功能型光纤传感器中，光纤本身只起传光作用，并不是传感器的敏感元件。
它是利用在光纤端面或在两根光纤中间放置光学材料、机械式或光学式的敏感元件感受被测物理量的变化，使透射光或反射光强度随之发生变化。
所以这种传感器也叫传输回路型光纤传感器。
它的工作原理是：光纤把测量对象辐射的光信号或测量对象反射、散射的光信号直接传导到光电元件上，实现对被测物理量的检测。
为了得到较大的受光量和传输光的功率，这种传感器所使用的光纤主要是孔径大的阶跃型多模光纤。
光纤传感器的特点是结构简单、可靠，技术上容易实现，便于推广应用，但灵敏度较低，测量精度也不高。
本实验仪所用到的光纤压力传感器属于非功能型光纤传感器。
本实验仪重点研究传导型光纤压力传感器的工作原理及其应用电路设计。
在传导型光纤压力传感器中，光纤本身作为信号的传输线，利用压力一电一光一光一电的转换来实现压力的测量。
主要应用在恶劣环境中，用光纤代替普通电缆传送信号，可以大大提高压力测量系统的抗干扰能力，提高测量精度。
相关参数：l、光源高亮度白光LED，直径5mm2、探测器高灵敏度光敏三极管3、光纤：光纤芯直径Φ14、气压源气压范围：0—20KPa5、气压表：GB30536、电压表、电流表（集成在实验箱中）图1是光纤压力传感器装置系统框图本实验所使用的光纤压力传感器是一种传光型的复合型光纤传感器。
光纤压力传感系统特性实验
光纤压力传感系统特性实验一、实验目的：了解光纤压力传感器的原理和应用。
二、实验仪器主机箱、光纤温度/压力实验模板、气压表（监视气源压力）、三通引压胶管（连接气源﹑气压表与引压口）、光纤（单根装）。
三、实验原理按照光纤在传感器中所起的作用，光纤传感器一般分为两大类：1、传感型光纤传感器：利用光纤本身的特征把光纤直接作为敏感元件，既感知信息又传输信息，也称为功能型传感器。
2、传光型光纤传感器：利用其他敏感元件（如温度敏感元件、压力敏感元件等）感知待测量的变化，光纤仅作为光的传输介质，传输来自远处或难以接近场地的光信号。
也称混合型传感器。
用压阻式扩散硅压力传感器，所测量的对象为气压。
四、实验步骤1、按图1示意接线①、将实验模板中的引压口用三通胶管连接主机的气压源﹑气压表。
②、将光纤插入实验模板的光纤口③、将实验模板中的+15V、地﹑–15V接机箱中电压源的相应插孔中。
④、将实验模板中的mA处短接（或将主机箱中的电流表显示选择拨到20mA档后接入模板的mA处相应插孔中）⑤、将主机箱的电压表显示选择拨到20V档并与实验模板中的压力传感器输出端相应连接。
2、按下实验模板中的温度/压力转换开关，处于压力测量状态。
3、合上主机箱总电源和气源开关，调节主机箱气源开关边上的转子流量计旋扭，观察气压表气压显示跟随调节变化，不调节时能达到动态平衡显示某一个压力显示值。
4、转动主机箱中的转子流量计旋扭，使气压表显示4kpa时调节实验模板中的电位器w(压力下限)，使主机箱的电压表显示0.40V。
p15、转动主机箱中的转子流量计旋扭，使气压表显示在20Kpa上，再调节模板中的电位器W（压力上限）使主机箱的电压表显示2.00V.p26、重复4和5步骤（至少循环3次），反复调节，使压力下限4kp对应0.40V，压力上限20kpa对应2.00V。
完成了压力量程上、下限的标定。
注意Wp1（压力下限）、Wp2（压力上限），不能再碰。
图1 光纤压力传感实验接线示意图7、将主机箱电压表由压力传感器输出端转接到光纤传感器输出端U的相应插孔上，标定光纤传感器输出转换电路，此时调节W零点（光纤下限）和W量程（光纤上限）调节方法与过程同4、5、6步骤（千万不能误调Wp1和Wp2，要小心，否则前功尽弃，要重新标定前级电路）。
实验五 光纤压力传感系统特性实验
实验五光纤压力传感系统特性实验
一、实验目的：
了解光纤压力传感的原理和性能
二、基本原理：
测试原理为光纤传感器的位移特性与膜盒压力位移特性相结合，当膜盒在压力作用下，膜中心的挡片随之发生位移，通过光纤位移传感器的光纤探头测量膜盒中心的位移变化，该位移变化则反映了压力的变化，达到测量压力的目的。
这也是一种传光型的复合传感器。
三、需用器件与单元：
压力膜盒与光纤传感器、光纤传感器实验模板、主机箱、血压表、三通胶管
四、实验步骤
1、根据5-1的示意图将三通胶管的一端硬管插入主机箱气压源的
插孔（注意：拔除胶管时必须用双指将气压源插孔边缘往内压，则胶管可轻松拉出），一端接气压表，另一端接压力膜盒的气压
引入口，把y型接头插入膜盒中心的子安装孔中。
光纤的两个
头分别插入光纤传感器实验模板中光电变换座的园孔中。
注意
需调节光纤探头与膜盒中心挡片的间隙，使气源在200C时，光
纤探头R与挡片相碰，实验时可先不固定光纤探头位置，使气
压达到20KPa时再装入光纤探头，使其两者不碰。
图5-1 光纤压力连接图
2、将光纤传感器实验模板的±15V、“┴”与主机箱中的±15V、“┴”
相连，再将光纤传感器实验模板的输出V01、“┴”与主机箱电
压表（20V档）输入“+”、“─”相连。
3、打开主机箱电源，再打开气压电源开关，调节转置流量计旋钮
使气压4-20KPa之间变化（血压表监测气压大小），读取电压表
的指示值。
将相应的值填入表5-1。
表5—1。
光纤传感器实验
实验5—5 光纤传感器实验人类进人21世纪，信息传递的方式也在悄然改变。
从两根电线传输一路电话到一根光纤传输几十、几百路电话，从海底电缆到欧亚光缆，光纤传递光信息的优点是显而易见的。
光在光纤中不断地被全反射传输，免受大气的干扰、散射，衰减大大减少，从而实现上百公里的远距离传输而不需要中间放大器。
光纤在信息传输中的应用已为人们所熟知，但将光纤用作传感器却了解不多，该实验将介绍反射式光纤位移传感器，增强对光纤传感器的了解。
光纤传感器是一种新型传感器，随着其技术的日益发展，应用越来越广泛。
光纤传感器的机理是外界物理量的变化导致光纤参数的相应改变，例如应力或温度变化时，会引起光纤长度和折射率的变化，从而形成光纤应变或温度传感器。
光纤传感器具有许多优点：重量轻、灵敏度较高；几何形状具有多方面的适应性，可以制成任意形状的光纤传感器；耐高温、耐化学腐蚀、耐水性好，还能高速率和大容量传输测得的信息，便于测试自动化和远距离传输；光纤传感器可以用于高压、电气、噪音、高温、腐蚀或其他的恶劣环境，并可实现非破坏和非接触测量，而且具有与光纤遥感技术的内在相容性。
目前，正在研制中的光纤传感器有磁、声、压力、温度、加速度、陀螺、位移、液面、转矩、光声、电流和压变等类型的光纤传感器。
【实验目的】1.了解光纤、光纤传感器的基本概念。
2.了解反射式光纤位移传感器的基本原理。
3.测量并绘出输出电压与位移特性曲线。
4.了解利用反射式光纤位移传感器测量转盘转速和振动频率的工作原理。
【实验原理】Array1.光纤的基本知识1)光纤的基本结构光纤（Optic Fiber）是光导纤维的简称，一般由纤芯、包层、涂敷层与护套构成，是一种多层介质结构的对称性柱体光学纤维。
光纤的一般结构如图5-5-1所示。
纤芯和包层为光纤结构的主体，对光波的传播起着决定性作用，其中纤芯是光密媒质，包层是光疏媒质。
涂敷层与护套则主要用于隔离杂散光，提高光纤强度，保护光纤。
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光纤压力传感器实验
一、实验目的
1、了解并掌握传导型光纤压力传感器工作原理及其应用
二、实验内容
l、传导型光纤压力传感光学系统组装调试实验；
2、发光二极管驱动及探测器接收实验；
3、传导型光纤压力传感器测压力原理实验。
三、实验仪器
1、光纤压力传感器实验仪1台
2、气压计1个
3、气压源l套
4、光纤1根
5、2#迭插头对若干
6、电源线1根
四、实验原理
通常按光纤在传感器中所起的作用不同，将光纤传感器分成功能型(或
称为传感型)和非功能型(传光型、结构型)两大类。
功能型光纤传感器使
用单模光纤，它在传感器中不仅起传导光的作用，而且又是传感器的敏感元件。
但这类传感器的制造上技术难度较大，结构比较复杂，且调试困难。
非功能型光纤传感器中，光纤本身只起传光作用，并不是传感器的敏感元件。
它是利用在光纤端面或在两根光纤中间放置光学材料、机械式或光学式的敏感元件感受被测物理量的变化，使透射光或反射光强度随之发生变化。
所以这种传感器也叫传输回路型光纤传感器。
它的工作原理是：光纤把测量对象辐射的光信号或测量对象反射、散射的光信号直接传导到光电元件上，实现对被测物理量的检测。
为了得到较大的受光量和传输光的功率，这种传感器所使用的光纤主要是孔径大的阶跃型多模光纤。
光纤传感器的特点是结构简单、可靠，技术上容易实现，便于推广应用，但灵敏度较低，测量精度也不高。
本实验仪所用到的光纤压力传感器属于非功能型光纤传感器。
本实验仪重点研究传导型光纤压力传感器的工作原理及其应用电路设计。
在传导型光纤压力传感器中，光纤本身作为信号的传输线，利用压力一电一光一光一电的转换来实现压力的测量。
主要应用在恶劣环境中，用光纤代替普通电缆传送信号，可以大大提高压力测量系统的抗干扰能力，提高测量精度。
相关参数：
l、光源
高亮度白光LED，直径5mm
2、探测器
高灵敏度光敏三极管
3、光纤：光纤芯直径Φ1
4、气压源气压范围：0—20KPa
5、气压表：GB3053
6、电压表、电流表（集成在实验箱中）
图1是光纤压力传感器装置系统框图
本实验所使用的光纤压力传感器是一种传光型的复合型光纤传感器。
在
此光纤本身作为信号的传输线，在实验过程中实现了压力一电一光一光一电
的转换。
使用压电式传感器，压电式传感器主要是利用某些非金属晶体的压
电式效应。
压电效应的基本特点是在机械应力或压力的作用下，表面极化电
荷增加。
将这个变化引入到测量电路，通过光电转换则光信号强弱的变化就
五、注意事项：
1、不得随意摇动和插拔面板上元器件和芯片，以免损坏，造成实验仪不能正常工作。
2、光纤传感器弯曲半径不得小于3cm，以免折断。
3、在使用过程中，出现任何异常情况，必须立即关机断电以确保安全。
六、实验操作
1)传导型光纤压力传感光学系统组装调试实验
1、空气压缩机输出口接气袋输入端，气袋输出端通过三通一端接气压表，另一端接入主机箱引压口。
光纤两端分别插入实验仪面板发射接收处孔。
2、将主机箱上的输出“Uo”、“⊥”和电压表的“+”、“-”相连，“mA”
上下两个插孔按颜色对电流表的“+”、“-”输入插孔。
3、打开主机箱电源，再打开气压电源开关。
调节气压(气压表监测气压
大小)，观察电压表变化情况，分析原理，系统组装完成。
4、关闭电源。
2)发光二极管驱动及探测器接收实验．
1、安装气压源装置以及连线请参照实验1)的步骤。
2、打开主机箱电源，再打开气压电源开关。
取出发射端光纤，观察发光
二极管发光，发光二极管发出的光很耀眼，不要用眼直视。
慢慢插入发射端
光纤至底，插入过程中观察电压表变化，并分析变化原因。
根据实验仪面板
上探测器接收电路图示分析探测器工作原理。
3、关闭电源。
3)传导型光纤压力传感器测压力原理实验
l、空气压缩机输出口接气袋输入端，气袋输出端通过三通一端接气压表，另一端接入主机箱引压口。
2、将主机箱上的输出“Uo”、“⊥”和电压表的“+”、“一”相连，“mA”
上下两个插孔按颜色对电流表的“+”、“一”输入插孔。
3、打开主机箱电源，再打开气压电源开关。
a调节气压为20KPa(气压
表监测气压大小)，待指针稳定后调节WP2使电流表显示值为8mA。
b调节转
子流量计旋钮设置气压为4KPa，待指针稳定后调节WPI使电流表显示值为
4mA。
重复步骤a、b，气压在4KPa～20KPa之间变化时，电流表能在4mA～SmA 之间变化。
注：该过程为定标过程，最大电流8mA和最小电流4mA并不绝对
限制，但要保证最大电流不得超过20mA，最小电流要保证发光器件能够正常
发光。
4、气压从7KPa开始，根据表1，记录主机箱电压表读数(待气压表指
七、实验思考题
根据你的理解，光纤压力传感的核心是什么?
八、实验测试点说明
发射、收接口为光纤插入口；
“引压口”为气压接入口。