光纤位移传感试验仪课设报告
光纤位移传感器实验报告
光纤位移传感器实验报告
实验报告
光纤位移传感器实验报告
一、实验目的
本次实验旨在掌握光纤位移传感器的原理和应用，通过实验了解其测量精度和稳定性。
二、实验原理
光纤位移传感器是一种基于菲涅尔衍射原理的传感器。
其基本原理是将激光光源照射到一根光纤上，光纤的端面形成一定的折射角，使得光束沿着光纤内部进行传输，当光纤存在位移时，光束经过光纤端面的折射角发生变化，从而产生了光程差。
通过检测光程差的变化，可以测量出位移的大小。
三、实验步骤
1.按照实验要求搭建实验装置，其中包括激光光源、光路系统、待测物体、光功率检测器等。
2.调节激光光源的位置和光路系统的组成，使得激光能够正常
发出。
3.将光纤位移传感器连接到待测物体上，确保其位置不变。
4.调整光纤位移传感器上的折射角，使得检测光束经过光纤后
能够与基准光束相互衍射。
5.通过光功率检测器检测检测光束的功率变化，计算出待测物
体的位移。
四、实验结果与分析
经过实验发现，光纤位移传感器在测量位移时具有较高的精度
和稳定性。
我们通过调整折射角和光纤的长度，可以进一步提高
其测量精度和稳定性。
在实验中我们还发现，光纤位移传感器对外界环境的干扰较小，可以在恶劣的环境下正常工作。
五、实验结论
通过本次实验，我们成功地掌握了光纤位移传感器的原理和应用，实验结果表明，光纤位移传感器具有较高的测量精度和稳定性，在工业生产和科学研究中具有广泛的应用前景。
光纤位移传感实验报告
光纤位移传感实验报告光纤位移传感实验报告一、引言光纤位移传感技术是一种利用光纤作为传感器，通过测量光纤长度的变化来获取被测物体的位移信息的方法。
它具有高精度、高灵敏度、抗干扰能力强等优点，在工业、医疗、航空等领域有着广泛的应用。
本实验旨在通过搭建光纤位移传感系统，验证其在测量位移方面的可行性和准确性。
二、实验装置与原理本实验采用的光纤位移传感系统主要由光源、光纤、光电探测器和信号处理器组成。
光源发出的光经过光纤传输到被测物体上，当被测物体发生位移时，光纤长度发生变化，进而改变了传输光的路径和相位，最后通过光电探测器将光信号转换为电信号，并经过信号处理器进行放大和滤波，得到位移信息。
三、实验步骤1. 搭建实验装置：将光源、光纤和光电探测器依次连接起来，保证光线的传输路径畅通无阻。
2. 调整光源和光电探测器的位置：通过调整光源和光电探测器的位置，使得光线能够正常传输到被测物体上，并能够被光电探测器接收到。
3. 测量基线：将被测物体固定在一定位置上，记录下此时的光信号强度作为基线。
4. 进行位移测量：在被测物体上施加不同的位移，记录下每个位移下的光信号强度，并将其与基线进行比较，得到位移值。
四、实验结果与分析通过实验测量，我们得到了不同位移下的光信号强度数据，并计算出了对应的位移值。
实验结果显示，光信号强度与位移呈线性关系，且具有较高的灵敏度和稳定性。
这说明光纤位移传感技术在测量位移方面具有较高的准确性和可靠性。
进一步分析实验结果，我们发现光纤位移传感系统对于小位移的测量具有较高的分辨率。
在实验中，当位移小于1mm时，系统能够稳定地测量出位移的变化，并且误差较小。
然而，当位移超过1mm时，系统的测量误差会逐渐增大，这可能是由于光纤的非线性特性和传输损耗等因素导致的。
因此，在实际应用中，需要根据具体需求选择适当的测量范围和精度。
五、实验总结本实验通过搭建光纤位移传感系统，并进行了位移测量实验。
实验结果表明，光纤位移传感技术具有高精度、高灵敏度和抗干扰能力强等优点，适用于测量小范围内的位移变化。
光纤测位移实验报告
一、实验目的1. 理解光纤位移传感器的原理和结构。
2. 掌握光纤位移传感器的操作方法和数据处理技巧。
3. 通过实验验证光纤位移传感器的测量精度和稳定性。
二、实验原理光纤位移传感器是利用光纤的传输特性，将光信号作为信息载体，通过测量光信号的强度、相位、频率或偏振态等变化，实现对位移的测量。
本实验采用的光纤位移传感器为反射式光纤位移传感器，其工作原理如下：1. 激光光源发出的光经光纤传输到传感器探头。
2. 光探头将光束照射到被测物体表面，部分光被反射回来。
3. 反射光经光纤传输至光电转换器，将光信号转换为电信号。
4. 通过分析电信号的变化，可以计算出被测物体的位移。
三、实验仪器与设备1. 光纤位移传感器一套2. 激光光源一台3. 光电转换器一台4. 测微头一台5. 数显电压表一台6. 光功率计一台7. 光纤连接器若干8. 反射面一块9. 实验台一个四、实验步骤1. 搭建实验装置：将光纤位移传感器、激光光源、光电转换器等设备连接好，确保各部件连接牢固，信号传输畅通。
2. 调整激光光源：调节激光光源的输出功率，确保光信号强度适中。
3. 设置测微头：将测微头与被测物体固定，确保测微头能够精确测量被测物体的位移。
4. 调整光纤探头：将光纤探头放置在测微头前端，确保光纤探头与被测物体表面紧密接触。
5. 数据采集：启动实验设备，观察数显电压表和光功率计的读数，记录被测物体的位移和相应的电信号变化。
6. 数据处理：根据实验数据，分析光纤位移传感器的测量精度和稳定性。
五、实验结果与分析1. 测量精度：通过多次实验，分析光纤位移传感器的测量精度。
实验结果表明，光纤位移传感器的测量精度较高，能够满足实际应用需求。
2. 稳定性：观察光纤位移传感器的输出信号，分析其稳定性。
实验结果表明，光纤位移传感器的输出信号稳定，具有良好的重复性。
3. 影响因素：分析实验过程中可能影响测量结果的因素，如光纤连接质量、环境温度等。
六、实验结论1. 光纤位移传感器是一种可靠的位移测量工具，具有测量精度高、稳定性好、抗干扰能力强等优点。
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。
光纤位移传感器静态实验报告
光纤位移传感器静态实验报告传感器实验报告--光纤传感器静态实验北京XXX大学实验报告课程（项目）名称：实验四光纤传感器静态实验学院：自动化专业：自动化班级：学号：姓名：成绩：2013年12月10日一、任务与目的了解光纤位移传感器的原理结构、性能。
二、原理（条件）反射式光纤位移传感器的光纤采用Y型结构，两束多膜光纤一端合并组成光纤探头，另一端分为两束，分别作为光源光纤和接收光纤，光纤只起传输信号的作用，当光发射器发出的红外光，经光源光纤照射至反射面，被反射的光经接收光纤至光电转换器将接受到的光纤转换为电信号。
其输出的光强决定于反射体距光纤探头的距离，通过对光强的检测而得到的位移量。
三、内容与步骤(1)观察光纤位移传感器结构，它由两束光纤混合后，组成Y形光纤，探头固定在Z型安装架上，外表为螺丝的端面为半圆分布；(2) 了解振动台在实验仪上的位置（实验仪台面上右边的圆盘，在振动台上贴有反射纸作为光的反射面。
）(3) 如图３１接线：因光/电转换器内部已按装好，所以可将电信号直接经差动放大器放大。
F/V显示表的切换开关置2V档，开启主、副电源。
图３１(4) 旋转测微头，使光纤探头与振动台面接触，调节差动放大器增益最大，调节差动放大器零位旋钮使电压表读数尽量为零，旋转测微头使贴有反射纸的被测体慢慢离开探头，观察电压读数由小—大—小的变化。
（5）旋转测微头使F/V电压表指示重新回零；旋转测微头，每隔0.5mm读出电压表的读数，并将其填入表格中。
(6)关闭主、副电源，把所有旋钮复原到初始位置。
(7) 作出V-ΔX曲线，计算灵敏度S=ΔV／ΔX及线性范围。
四、数据处理（现象分析）旋转测微头使贴有反射纸的被测体慢慢离开探头时，电压读数的变化见下表：作出V-ΔX曲线：由图表可知当旋转测微头使贴有反射纸的被测体慢慢离开探头时在距离0.5到2.5mm区间和6.5mm到9.5mm区间的线性度较好，经计算，0.5到2.(转载于: 写论文网:光纤位移传感器静态实验报告)5mm区间的灵敏度S=0.831V/mm，6.5mm到9.5mm区间的灵敏度S=0.147V/mm。
反射式光纤位移传感器特性实验
仪器与电子学院实验报告（操作性实验）班级： 学号： 学生姓名：实验题目：反射式光纤位移传感器特性实验一、实验目的1）掌握反射光纤位移传感器工作原理； 2）掌握反射光纤位移传感器静态特性标定方法。
二、实验仪器及器件光纤、光电转换器、光电变换器、电压表、支架、反射片、测微仪。
三、实验内容及原理反射式光纤位移传感器的工作原理如图3所示，光纤采用Y 型结构，两束多模光纤一端合并组成光纤探头，另一端分为两束，分别作为接收光纤和光源光纤，光纤只起传输信号的作用。
当光发射器发生的红外光，经光源光纤照射至反射体，被反射的光经接收光纤至光电转换元件将接收到的光信号转换为电信号。
其输出的光强决定于反射体距光纤探头的距离，通过对光强的检测而得到位移量。
图1 反射式光纤位移传感器原理及输出特性曲线四、实验步骤1、观察光纤结构：本仪器中光纤探头为半圆型结构，由数百根光导纤维组成，一半为光源光纤，一半为接收光纤。
2、将原装电涡流线圈支架上的电涡流线圈取下，装上光纤探头，探头对准镀铬反射片(即电涡流片)。
3、振动台上装上测微仪，开启电源，光电变换器Vo端接电压表。
旋动测微仪，带动振动平台，使光纤探头端面紧贴反射镜面，此时Vo输出为最小。
然后旋动测微仪，使反射镜面离开探头，每隔0.5mm取一Vo电压值填入下表，作出V—X曲线。
4、根据所测数据求出平均值后，在坐标纸上画出输出电压-位移特性曲线（分前坡和后坡），计算灵敏度S=，并在坐标纸上画出V—X关系线性、灵敏度、重复性、迟滞曲线。
五、实验测试数据表格记录表1六、实验数据分析及处理1、线性度：图2 线性曲线由于线性方程误差较大，又生成了多项式方程表2%46.119.21.00955max 1=-=∆=FS y e2、灵敏度:1314.0S =∆3、重复性：图3表3重复性误差重复性%28.219.205.0max ==∆=FS R y e4、迟滞表4迟滞%28.219.205.0e max ==∆=FS t y六、实验结论与感悟1、实验结论 灵敏度为1314.0S =∆ 非线性误差为%46.119.21.00955max 1=-=∆=FS y e重复性为%28.219.205.0max ==∆=FS R y e迟滞为%28.219.205.0e max ==∆=FS t y2、通过本次实验，我掌握了光纤传感器的基本工作原理及其静态标定方法。
实验07(光纤传感器的位移测量及数值误差分析实验)实验报告
实验报告：实验07（光纤传感器的位移测量及数值误差分析实验）实验一：光纤传感器位移特性实验一、实验目的：了解光纤位移传感器的工作原理和性能，测量其静态特性实验数据。
学会对实验测量数据进行误差分析。
二、基本原理：本实验采用的是传光型光纤，它由两束光纤混合后，组成Y 型光纤，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X，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，而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。
三、器件与单元：主机箱、光纤传感器、光纤传感器实验模板、测微头、反射面。
四、实验数据：实验数据记录如下所示：表1光纤位移传感器输出电压与位移数据实验二：随机误差的概率分布与数据处理1.利用Matlab语句（或C语言），计算算术平均值和标准差（用贝塞尔公式）clc; clear;l=[20.42 20.43 20.40 20.43 20.42 20.43 20.39 20.30 20.40 20.43 20.42 20.41 20.39 20.39 20.40];%例2-22数据v0=l-mean(l)%残差列M1=mean(l)%算术平均值M2=std(l)%标准差计算结果数据分布2.利用Matlab语句（或C语言），用残余误差校核法判断测量列是否存在线性和周期性系统误差%残余误差校核法校核线性系统误差N=length(l)%原数组长度if(mod(N,2))%求数组半长K=(N+1)/2elseK=(N)/2endA1=0;delta=0;%delta=A1-A2for i=1:K;%计算前半部分残差和A1=A1+v0(i);endA2=0;for j=K+1:N;%计算后半部分残差和A2=A2+v0(j);endA1;A2;fprintf('Delta校核结果\n');delta=A1-A2%校核结果%阿贝-赫梅特准则校核周期性系统误差u=0for i=1:N-1;u=u+v0(i)*v0(i+1);endu=abs(u)if((u-sqrt(N-1)*M30)>0)fprintf('存在周期性系统误差\n');elsefprintf('未发现周期性系统误差\n');end运行结果可见delta近似于0，由马利克夫准则可知，此案例中应用的残余误差校核法无法确定是否存在系统误差。
光纤位移传感器实验报告
光纤位移传感器实验报告光纤位移传感器实验报告引言光纤位移传感器是一种基于光纤传输原理的高精度测量设备，广泛应用于机械、航空航天、电子等领域。
本实验旨在通过搭建光纤位移传感器实验装置，探究其原理和性能，并对其进行实际应用测试。
一、实验装置搭建实验装置主要由光源、光纤传输线、光纤接收器和信号处理器组成。
首先，将光源连接到光纤传输线的一端，然后将另一端连接到光纤接收器。
在实验过程中，需要保证光纤传输线的稳定性和光源的亮度。
信号处理器用于接收光纤传输线传输过来的信号，并将其转化为位移数值。
二、原理分析光纤位移传感器的工作原理基于光的传输特性。
光纤传感器通过测量光纤中的光信号的强度变化来确定位移的大小。
当物体发生位移时，光纤中的光信号会受到干扰，从而导致光强度的变化。
通过测量光强度的变化，可以计算出位移的数值。
三、性能测试1. 精度测试为了测试光纤位移传感器的精度，我们将其与一个标准测量仪器进行对比。
首先，我们将标准测量仪器测量得到的位移数值作为参考值，然后使用光纤位移传感器进行测量。
通过对比两者的测量结果，可以评估光纤位移传感器的精度。
2. 灵敏度测试光纤位移传感器的灵敏度是指其对位移变化的响应能力。
我们可以通过改变物体的位移大小，然后观察光纤位移传感器的输出值来测试其灵敏度。
在实验中，我们可以逐渐增加物体的位移，然后记录下光纤位移传感器的输出值。
通过分析数据，可以得出光纤位移传感器的灵敏度。
3. 稳定性测试光纤位移传感器的稳定性是指其在长时间使用过程中的性能表现。
为了测试稳定性，我们可以将光纤位移传感器连接到一个振动平台上，然后进行长时间的振动测试。
通过观察光纤位移传感器的输出值，可以评估其在振动环境下的稳定性。
四、实际应用光纤位移传感器在实际应用中具有广泛的用途。
例如，在机械领域，光纤位移传感器可以用于测量机械零件的位移，以确保其工作正常。
在航空航天领域，光纤位移传感器可以用于测量飞机结构的变形，以确保飞机的安全性。
光纤传感器的位移特性实验报告
光纤传感器的位移特性实验报告
本文将分析光纤传感器的位移特性实验，介绍器件本身的特性、参数设置、实验方法，测试数据以及实验结果。
光纤传感器是一种新兴的技术，它主要利用光纤的光学特性和检测技术来检测运动物体的物理位移，以及其他物理变化。
它具有小尺寸、低功耗、设备安装方便、非接触式等优点，可用于检测、控制和监视过程中的各种参数，在机器人技术、航空航天技术、发动机控制系统、安全监测、绿色能源等领域中有广泛的应用。
本实验使用的特定型号的光纤传感器器件是由XXX公司生产的，采用高精度表面贴装工艺，结构小巧，反应迅速，适合作为精密机械设备中的传感器使用。
此款器件采用单模光纤非接触式测量，最大位移量可达到±100mm，分辨率为1m以下，误差低于1%。
为了测试光纤传感器的位移特性，设计了一个由钢丝和支架组成的测试装置，将光纤传感器的光路安装在测试装置的两个固定点上，模拟了实际工作环境中的物理位移，测试装置还具有一定的可调性，可以满足不同的测试要求。
根据实验设计，将光纤传感器安装在协调测试装置上，通过实验室校验系统调节设备参数，如增益和温度，以保证测量结果的准确性，将器件设置为双轴平行模式，然后选择不同增益，模拟不同物理位移。
在每组测试中，模拟的位移值为10mm，20mm，30mm，40mm，50mm，60mm，70mm，80mm，90mm，100mm；每组测试都重复进行了三次，以获得有效的测量结果。
根据测量结果，绘制出光纤传感器的位移特性
图，将量测到的位移值与模拟的位移值进行比较，以确定光纤传感器的准确度。
实验结果表明，在测量范围内，光纤传感器的实测位移与模拟位移之间的误差在1μm以内，无论是在纵轴还是横轴方向，测量精度均达到了预期的要求。
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。
光纤位移传感器实验报告
一、实验目的1. 理解光纤位移传感器的工作原理和结构。
2. 掌握光纤位移传感器的测量方法及其在位移检测中的应用。
3. 验证光纤位移传感器的准确性和可靠性。
二、实验原理光纤位移传感器是利用光纤的传输特性，通过测量光纤内传输光的变化来检测位移的一种传感器。
反射式光纤位移传感器是其中一种常见类型，其工作原理如下：1. 光源发射的光经光纤探头照射到被测物体表面。
2. 被测物体反射的光经接收光纤传输至光电转换元件。
3. 光电转换元件将光信号转换为电信号输出。
4. 根据电信号的强弱变化，计算被测物体的位移。
三、实验仪器与设备1. 光纤位移传感器2. 激光光源3. 光功率检测器4. 测微头5. 反射面6. 差动放大器7. 电压放大器8. 数显电压表9. 实验台四、实验步骤1. 搭建实验装置：将激光光源、光路系统、待测物体、光功率检测器等连接好。
2. 调节激光光源的位置和光路系统，使激光能够正常发出。
3. 将光纤位移传感器连接到光功率检测器，并调整其位置，使其与待测物体表面保持一定距离。
4. 旋转测微头，使光纤探头与待测物体表面接触，记录初始位移值。
5. 逐渐增加待测物体的位移，记录每个位移值对应的输出光功率。
6. 分析实验数据，绘制位移-光功率曲线，计算位移与光功率之间的关系。
五、实验结果与分析1. 通过实验，验证了光纤位移传感器在位移检测中的应用。
2. 实验结果表明，光纤位移传感器具有以下特点：- 高灵敏度：位移变化对光功率的影响较大，可以精确测量微小位移。
- 高稳定性：光纤传感器受外界环境干扰较小，具有较好的稳定性。
- 抗干扰能力强：光纤传感器对电磁干扰、温度变化等具有较强的抗干扰能力。
3. 实验数据表明，光纤位移传感器的输出光功率与位移之间存在线性关系，可以用于精确测量位移。
六、实验总结1. 通过本次实验，我们了解了光纤位移传感器的工作原理和结构。
2. 掌握了光纤位移传感器的测量方法及其在位移检测中的应用。
光纤位移传感器-位移测试实验.
3 光纤探头安装于位移平台的支架 上用紧定螺丝固定,电机叶片对准 光纤探头。 4 尽量降低室内光照,移动位移平 台使光纤探头紧贴反射面，此时 变换电路输出电压Vo应约等于零。 5 旋动螺旋测微仪带动位移平台使 光纤端面离开反ห้องสมุดไป่ตู้叶片，每旋转 一圈(0.5毫米)记录Vo值,并将记录 结果填入表格,做出距离X与电压值 mV的关系曲线。
实验五
光纤位移传感器-位移测试实验 （验证性）
实验所需部件: 光纤、光电变换器、放大 稳幅电路、近红外发射及 检测电路（光纤变换电路 内）、反射物（电机叶 面）、电压表
光纤位移传感器工作原理图
实验步骤
• 1、观察光纤结构：一支发射、另一支为接 收的多模光纤，两端合并处为半圆形结构， 光纤质量的优劣可通过对光照射观察光通 量的大小而得出结论。 • 2、光电传感器内发射光源是近红外光,接收 电路接收近红外信号后经稳幅及放大输出。
光纤位移传感器实验报告
光纤位移传感器实验报告篇一:光纤位移传感器测位移特性实验实验二十六光纤位移传感器测位移特性实验一、实验目的:了解光纤位移传感器的工作原理和性能。
二、基本原理:光纤传感器是利用光纤的特性研制而成的传感器。
三、器件与单元:主机箱中的?15V直流稳压电源、电压表;,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)。
四、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)对住自然光照射，观察探头端面现象，当其中一根光纤的尾部端面用不透光纸挡住时，在探头端观察面为半圆双D形结构。
2、按图安装、接线。
?安装光纤:安装光纤时，要用手抓捏两根光纤尾部的包铁部分轻轻插入光电座中,绝对不能用手抓捏光纤的黑色包皮部分进行插拔，插入时不要过分用力,以免损坏光纤座组件中光电管。
?测微头、被测体安装:调节测微头的微分筒到5mm处(测微头微分筒的0刻度与轴套5mm刻度对准)。
将测微头的安装套插入支架座安装孔内并在测微头的测杆上套上被测体(铁圆片抛光反射面)，移动测微头安装套使被测体的反射面紧贴住光纤探头并拧紧安装孔的紧固螺钉。
3、将主机箱电压表的量程切换开关切换到20V档，检查接线无误后合上主机箱电源开关。
调节实验模板上的RW、使主机箱中的电压表显示为0V。
4、逆时针调动测微头的微分筒，每隔0.1mm(微分筒刻度0,10、10,20……)读取电压表显示值线性度最好区域:5、根据表26数据画出实验曲线并找出线性区域较好的范围计算灵敏度和非线性误差。
实验完毕，关闭电源。
实验二十七光电传感器测转速实验一、实验目的:了解光电转速传感器测量转速的原理及方法。
二、基本原理:光电式转速传感器有反射型和透射型二种，本实验装置是透射型的(光电断续器也称光耦)，传感器端部二内侧分别装有发光管和光电管，发光管发出的光源透过转盘上通孔后由光电管接收转换成电信号，由于转盘上有均匀间隔的6个孔，转动时将获得与转速有关的脉冲数，脉冲经处理由频率表显示,，即可得到转速,=10f。
光纤位移传感器实验报告
光纤位移传感器实验报告篇一:光纤位移传感器测位移特性实验实验二十六光纤位移传感器测位移特性实验一、实验目的:了解光纤位移传感器的工作原理和性能。
二、基本原理:光纤传感器是利用光纤的特性研制而成的传感器。
三、器件与单元:主机箱中的?15V直流稳压电源、电压表;,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)。
四、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)对住自然光照射，观察探头端面现象，当其中一根光纤的尾部端面用不透光纸挡住时，在探头端观察面为半圆双D形结构。
2、按图安装、接线。
?安装光纤:安装光纤时，要用手抓捏两根光纤尾部的包铁部分轻轻插入光电座中,绝对不能用手抓捏光纤的黑色包皮部分进行插拔，插入时不要过分用力,以免损坏光纤座组件中光电管。
?测微头、被测体安装:调节测微头的微分筒到5mm处(测微头微分筒的0刻度与轴套5mm刻度对准)。
将测微头的安装套插入支架座安装孔内并在测微头的测杆上套上被测体(铁圆片抛光反射面)，移动测微头安装套使被测体的反射面紧贴住光纤探头并拧紧安装孔的紧固螺钉。
3、将主机箱电压表的量程切换开关切换到20V档，检查接线无误后合上主机箱电源开关。
调节实验模板上的RW、使主机箱中的电压表显示为0V。
4、逆时针调动测微头的微分筒，每隔0.1mm(微分筒刻度0,10、10,20……)读取电压表显示值线性度最好区域:5、根据表26数据画出实验曲线并找出线性区域较好的范围计算灵敏度和非线性误差。
实验完毕，关闭电源。
实验二十七光电传感器测转速实验一、实验目的:了解光电转速传感器测量转速的原理及方法。
二、基本原理:光电式转速传感器有反射型和透射型二种，本实验装置是透射型的(光电断续器也称光耦)，传感器端部二内侧分别装有发光管和光电管，发光管发出的光源透过转盘上通孔后由光电管接收转换成电信号，由于转盘上有均匀间隔的6个孔，转动时将获得与转速有关的脉冲数，脉冲经处理由频率表显示,，即可得到转速,=10f。
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。
光纤传感器实验报告
《传感器原理》课程实验光强调制型光纤位移传感器测量位移和粗糙度实验一．实验目的：1.了解光纤位移传感器的工作原理2.了解光纤位移传感器的输出特性3.加深对传感器一些主要静态性能指标的理解二．实验要求：根据实验测得的数据，加深对光纤位移传感器的输出特性的理解。
掌握MATLAB基本的数据拟合方法。
掌握放大器的使用。
三．实验仪器：位移标定架1台简易光纤位移传感器硬件系统1套万用表1个直流稳压电源1台四．实验原理：光强调制型光纤位移传感器是一种非功能型光纤传感器，光纤只起到传光的作用，该传感器是一基于改变反射面与光纤端面之间距离的反射光强调制型传感器反射面是被测物体的表面。
如图：实验中光纤组合探头端面即是光纤端面，标定架实验反射面即是被测物体表面，光源是DU B光敏三极管。
光纤组合探头如图：红外发光二级管，光敏元件是3912固定物体反射面标定架如图：光纤探头固定在孔中，利用螺旋测微器精确该表实验反射面的位移。
由于反射面与探头的距离改变了，那么光敏三极管感受的光强就要发生变化，最后将这个变化反映在硬件系统的输出上。
光纤位移传感器的输出特性如图：从图中可以看出随着D（探头和实验面的距离）的增大，输出电压V即光通量，先增大后减小，但在增大过程中灵敏度太高，所以实验将D控制在灵敏度相对较低的AB段，即事先先让反射面和探头端面的距离跨过灵敏度高的区域。
五．实验步骤：1．在放置光纤探头的孔里固定光纤探头2．连接数据传输线和电源线。
±, 5+）3．打开电源，调整电源到实验要求的大小（154．适当调整反射面到光纤探头的距离（1cm左右），然后将螺旋测微器游动端定在0点。
5．打开简易光纤位移传感器硬件系统的开关，指示灯亮表示电路已经通电。
6．将万用表调到20V档和硬件系统相连观察输出。
7．正方向转动测微器每转动两圈记一次万用表读数，记七次。
然后再反方向转动每转动两圈记一次万用表读数，记七次到0。
（注意只能往一个方向转动避免产生回程误差）重复上面的测量步骤三次。
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、实验内容用传光型光纤测位移.三、实验仪器光纤传感器、光纤传感器实验模板、数显单元、测微头、直流源、反射面（用电涡流传感器的铁测片做反射面）。
四、实验原理本实验采用的是传光型光纤,它由两束光纤混合后,组成Y型光纤，半园分布即双D型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X,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，而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。
五、实验注意事项1、实验时注意光纤探头与反射面保持平行，调整光纤探头使其位于反射面的圆心上。
2、实验前应用纸巾擦拭反射面，以保证反射效果。
六、实验步骤1、根据图9－1安装光纤位移传感器，二束光纤插入实验板上的座孔上。
其内部已和发光管D及光电转换管T 相接。
图9－1 光纤传感器安装示意图2、将光纤实验模板输出端VO1与数显单元相连，见图9－2。
图9－2光纤传感器位移实验接线图3、调节测微头，使探头与反射面圆平板接触。
4、实验模板接入±15V电源，合上主控台电源开关，调RW使数显表显示值最小，然后微调测微头使数显表显示为0。
000（电压选择置2V档）。
5、旋转测微头，被测体离开探头,每隔0.05mm读出数显表值，将其填入下表：(实验结论:1、本实验每隔0.05mm是相对位置，起始值看做0。
05mm即可,无需从测微头上读绝对位置值。
每旋转0.05mm，输出的电压的增量应该大致相等.2、由于学生做实验可能不能正确的找到起始点，导致采集的数据不在线性范围内，从而影响数据采集的线性度,可以让学生从选取的起始点开始计数，多计几组数据,然后选取线性度较好的十组数据,填入下表。
3、如果只看本实验的线性情况，可选取十组较好的数据填入下表,若要看到光纤传感器的整个变化趋势，则至少应该记录25组数据，其V—X曲线见思考题答案)X（mm）V(v）6、根据上表数据,作光纤位移传感器的位移——输出曲线图。
光纤位移实验实验报告
光纤位移实验实验报告实验报告：光纤位移实验一、实验目的：1. 掌握光纤位移测量原理和方法。
2. 熟悉光纤位移测量仪器的使用。
3. 观察并分析光纤位移实验现象。
4. 进一步了解光纤在位移测量中的应用。
二、实验原理：光纤位移测量是利用光纤的光学特性实现的一种非接触式位移测量方法。
光纤位移传感器由光纤传感头、光纤连接线、光纤光源和光纤检测器等组成。
当被测物体发生位移时，传感器通过测量光纤传感头上表面的光强变化来计算物体的位移。
实验中通常使用的原理是利用微小的位移引起光纤端面的反射光强变化。
光纤传感头的端面经过特殊处理，可以使光纤端面处于全反射状态。
当物体位移时，光纤端面受到微小的变形，导致反射光的入射角发生改变，进而改变了反射光的强度。
通过测量光纤端面反射光的强度变化，可以计算出被测物体的位移。
三、实验步骤：1. 将光纤位移传感器连接到光纤测量仪器上。
2. 将光纤传感头固定在实验台上，确保其对准待测物体。
3. 调整光纤传感头的位置，使其与待测物体接触。
4. 通过光纤测量仪器进行校准，调整其工作参数使其适应当前实验环境。
5. 在光纤测量仪器上设置起始位移值。
6. 手动移动待测物体，观察光纤测量仪器显示的位移数值。
7. 记录测量结果，并计算位移的精度和稳定性。
四、实验结果与分析：在实验进行中，我们观察到光纤测量仪器能够实时显示被测物体的位移数值，并且具有较高的精度和稳定性。
在实验过程中，我们改变了待测物体的位移范围和速度，发现光纤测量仪器都能够准确地测量出位移数值，并且与实际值基本一致。
通过对实验结果的分析，我们发现光纤位移测量具有以下特点：1. 非接触式测量：由于光纤传感头与被测物体不直接接触，因此不会对被测物体产生影响。
2. 高精度：光纤测量仪器能够实时测量微小的位移，并且具有较高的测量精度。
3. 快速响应：光纤位移传感器能够实时监测位移的变化，并且反应速度较快。
4. 长距离传输：光纤传感器可以通过光纤连接线与光纤测量仪器进行远距离传输，适用于一些需要远程监测位移的场合。
光纤位移传感系统课程设计
光纤位移传感系统课程设计一、引言光纤位移传感系统是一种利用光纤作为传感元件的位移测量方法，通过测量光纤中的光的相位变化来得到被测物体的位移信息。
光纤位移传感系统具有高灵敏度、大动态范围、无电磁干扰等优点，在工业生产、医疗诊断和结构监测等领域有着广泛的应用。
本文将介绍光纤位移传感系统的设计原理、硬件组成和软件开发等内容。
二、设计原理光纤位移传感系统的设计原理基于光纤的折射指数和光的相位差变化之间的关系。
当光纤受到外界力（如拉力、压力或位移）作用时，其折射指数会发生变化，从而导致光的相位发生变化。
通过测量光纤中光的相位变化，可以得到被测物体的位移信息。
三、硬件组成光纤位移传感系统的硬件组成主要包括：光源模块、光纤传感器、光电检测模块和信号处理模块。
光源模块光源模块是光纤位移传感系统的核心部分，它负责产生光信号并通过光纤传输到被测物体。
常用的光源有激光二极管、光纤光源和白光源等。
在设计时需要考虑光源的功率、波长和稳定性等参数。
光纤传感器光纤传感器是一种基于光纤中的信号变化来测量位移的传感器。
它由光纤和光机构组成，通过选择不同的光机构，可以实现不同的位移测量方式，如干涉型、散射型和光栅型等。
光电检测模块光电检测模块用于接收光纤传感器中的光信号，并将其转换成电信号。
常用的光电检测器有光电二极管、光电倍增管和光电二极管阵列等。
信号处理模块信号处理模块负责对光电检测器输出的电信号进行处理和分析，以得到被测物体的位移信息。
通常采用数字信号处理技术，如滤波、放大、采样和数据处理等。
四、软件开发光纤位移传感系统的软件开发主要包括数据采集、信号处理和数据显示等功能。
数据采集数据采集是光纤位移传感系统的基本功能，它通过光电检测模块接收到的光信号，将其转换成数字信号，并进行采样存储。
在数据采集过程中，需要考虑采样率、量化精度和数据传输等因素。
信号处理信号处理是提取和分析光纤位移传感系统中的位移信息的关键步骤。
通过滤波、放大和数字信号处理方法，可以获得高质量的位移信号。
光纤位移传感试验仪课设报告
燕山大学课程设计说明书题目：学院：信息科学与工程学院班级：姓名学号：姓名学号：姓名学号:指导老师：1 训练概况1.1 训练目的与任务根据本专业的培养方向：电子科学与技术专业的学生应掌握电子学和光子学的基本理论、基本知识，要拥有光学技术、光传感等方面的专业知识。
在大学本科阶段，注重培养学生的科学研究能力和实际工作能力，加强实践环节、加强基本技能训练。
专业综合训练是安排在大学四年级的一项教学实践环节，是在学生学习了本专业的全部专业基础课和部分专业课后安排的。
通过理论与实践的结合，可使学生加深对所学知识的理解，并为后续的学习指引方向。
同时使学生初步了解光电系统的设计、制作、调试过程，为将来走上工作岗位奠定基础。
本次训练应达到的目标是：1.了解光电技术的应用情况；2.了解光纤传感器的制作、光参数的设计与实现方法；3.了解电子电路的系统设计、焊接、制版，组装等工艺过程；4.了解光电系统的安装、调试过程；学习分析、排除故障的方法；5.掌握反射式光纤位移传感器工作原理、传感系统测量位移的方法及仪器的标定方法。
1.2 训练内容设计并制作一台光纤位移传感试验仪。
2 设计原理2.1 理论基础反射式强度调制型光纤传感器（RIM-FOS,Reflective Intensity Modulated Fiber Optic Sensor）是一种非功能型光纤传感器，光纤本身只起传光作用。
反射式光纤传感器的原理如图1所示。
光纤探头A由两根光纤组成，一根用于发射光，一根用于接收反射体反射的光，R是反射体。
系统可工作在两个区域中，前沿工作区和后沿工作区（见图4）。
可以看出，当在前沿区域工作时可以有较高的灵敏度；当在后沿区域中工作时，可以获得较宽的动态范围。
图1 光线反射调制原理图2.2电路原理图2.2.1电源部分图3 电路原理电源图如图3所示，通过变压器将220V的电压转换成15V的电压，再经过桥式整流电路，交流量变成直流量，接着利用LM77812和LM7912将电压转换成12V和-12V供电路中的运放使用，再利用LM7805和LM7905将电压转换成5V和-5V供系统使用。
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光纤位移传感试验仪课设报告
本课设主要是针对光纤位移传感器的设计以及应用进行研究和开发。
主要涉及到传感器的实现方法、原理原则、硬件电路设计以及数据处理等方面。
一、设计理论
1. 光纤位移传感器工作原理
光纤位移传感器主要是利用光纤的折射原理来实现。
当光线在两种密度不同的介质之间传播时，光线的传播方向会发生改变，这就是光线的折射现象。
当光线入射到光导纤维的一端时，由于光线在光导纤维中的传播速度受到其环境影响，因此，光线会发生一定程度的弯曲，这个弯曲的程度取决于光线的入射角度和光导纤维的折射率。
当光线经过光导纤维的弯曲处时，部分光线会逸出光导纤维而进入光敏探头中，同时光线的弯曲角度和位置也会导致透射光波的相位和振幅发生改变，从而形成光纤位移传感器的工作原理。
与传统的位移监测方式相比，光纤位移传感器具有如下优点：
（1）高精度：由于光纤位移传感器的测量方式基于光学原理，而光学技术具有极高的精度和可靠性，因此，光纤位移传感器具有高精度的测量效果。
（2）测量范围广：光纤位移传感器的工作原理并不依赖于测量的距离和物体的大小，在一个相对较大的范围内都可以进行测量。
（3）抗干扰性强：光纤位移传感器的光学元件具有一定的抗干扰能力，可以在一些比较恶劣的环境条件下进行测量。
（4）使用寿命长：由于光纤位移传感器的元件是利用光学原理实现，因此其使用寿命相对较长。
二、电路设计
1. 系统组成
光纤位移传感器主要由纤芯、光纤光源、光敏探头、光学夹等部分组成。
其中，纤芯作为信号传输的“管道”；光纤光源使用了光纤放大技术；光敏探头发现、感受光的振幅变化，根据光的强度变化发出电信号；光学夹是光纤光源和光敏探头之间的连接器，同样也是保护器，防止纤芯弯折或过载。
2. 必备元件
（1）光纤光源：为了产生光信号，主要选用激光光源或发光二极管。
（2）光纤耦合器：将出光口连接光纤光源的光口和光敏探头连接光口。
光纤耦合器指导光发射到纤芯中，并将检测光从纤芯中引出送至光电探测器。
（3）光纤放大器：用于光敏探头增大被检测光的信号。
（4）光纤衰减器：用于将信号缩短，将其变成光电转换器可以处理的信号。
（5）光电转换器：将光信号转换成电信号，常见的有光敏二极管和光电管。
3. 具体实现
光纤位移传感器的基本工作原理如上所述，实现原理相对简单，具体实现时需要考虑
以下几点：
（1）选择适合需求的光敏探头：需要针对测量物体的大小、复杂程度以及精度等特征选择合适的光敏探头。
（2）注意放大器增益的选择：放大器是需要增加输出信号的设备，但是提高放大器增益也可能导致杂波增加，因此需要选择合适的放大器增益来保证传感器的精度和稳定性。
（3）注意光源的稳定性：光源的稳定性对于光纤位移传感器的测量精度有很大的影响。
因此需要选择长寿命、稳定性好的光源。
三、数据处理
1. 数据采集
数据采集是光纤位移传感器中的核心部分。
传感器可以采集多种形式的数据，如信号
强度变化、振幅变化、相位变化等。
数据处理是光纤位移传感器最后的输出过程。
一般而言，数据的处理方式分为两种：
数字化和模拟化。
数字化处理指的是将传感器采集到的信号通过特定的处理算法，转换为数字化的信号，然后通过电气信号输出。
3. 数据传输
数据传输可以通过电缆、无线电等传输方式进行实现。
四、技术应用
光纤位移传感器的应用非常广泛，主要包括机械定位、弹性形变、工业自动化等。
机械定位：在机械工业中，需要利用光纤位移传感器测量机械部件之间的距离，包括精度磨削、加工精度等。
弹性形变：利用光纤位移传感器可以实现布料弹性形变、纤维端面分离、裂纹扩展等。
工业自动化：光纤位移传感器可以帮助企业实现生产线的自动控制和监测，包括流水线的连接与监测、支持多种工业自动化控制方式。
五、总结
光纤位移传感器由于其高精度、测量范围广、抗干扰性强、使用寿命长等优点，越来越受到人们的关注。
本文的主要研究内容是光纤位移传感器的设计原理、电路设计以及数据处理等方面的讨论，希望对光纤位移传感器技术的研究与应用有所帮助。