光纤位移传感器性能测试目的1了解光纤位移传感器的原理
光纤位移传感器的工作原理
光纤位移传感器的工作原理光纤位移传感器是一种基于光学原理的传感器，它可以通过测量光纤中光的传输特性来实现对物体位移的测量。
光纤位移传感器具有高精度、高灵敏度、抗干扰能力强等优点，因此在工业、医疗、航空航天等领域得到了广泛应用。
光纤位移传感器的工作原理是利用光纤中的光信号传输特性来实现对物体位移的测量。
光纤是一种具有高折射率的细长光导管，它可以将光信号沿着光纤传输到另一端。
当光纤受到外界物体的位移影响时，光信号的传输特性会发生变化，这种变化可以被光纤位移传感器所检测到。
光纤位移传感器通常由光源、光纤、光电探测器和信号处理器等部分组成。
光源通常采用激光二极管或发光二极管，它可以产生一束光线，通过光纤传输到被测物体处。
光纤是光信号传输的通道，它可以将光信号沿着光纤传输到光电探测器处。
光电探测器可以将光信号转换成电信号，然后通过信号处理器进行处理，最终得到物体的位移信息。
光纤位移传感器的测量精度主要取决于光纤的特性和光电探测器的灵敏度。
光纤的特性包括光纤的长度、直径、折射率等，这些参数会影响光信号的传输特性。
光电探测器的灵敏度取决于其响应速度和噪声水平，这些参数会影响光信号的检测精度。
光纤位移传感器的应用非常广泛，例如在机械加工中可以用来测量工件的位移和变形，以便进行精确的加工控制；在医疗领域可以用来测量人体的呼吸和心跳等生理信号，以便进行疾病诊断和治疗；在航空航天领域可以用来测量飞行器的振动和变形，以便进行飞行控制和结构设计。
光纤位移传感器是一种基于光学原理的高精度、高灵敏度的传感器，它可以通过测量光纤中光的传输特性来实现对物体位移的测量。
随着科技的不断发展，光纤位移传感器的应用领域将会越来越广泛，为人们的生产和生活带来更多的便利和效益。
光纤位移传感器工作原理
光纤位移传感器工作原理
光纤位移传感器是一种利用一根光纤来测量物体位移的传感器。
光纤位移传感器的工作原理如下：
1. 光纤中发射光信号：在光纤的一端，通过光源发射出一束光信号。
2. 光信号传播：光信号沿着光纤的轴向传播，通过内部的全反射现象即可一直传播到光纤的另一端。
3. 光信号与物体相互作用：光信号在传播过程中，会与物体接触，并发生反射或散射。
这个过程会引起光信号的一些变化，如透射光强度的降低、光波的相位变化等。
4. 光信号返回光纤：经过与物体的相互作用后，一部分光信号会返回光纤，并被光纤的另一端接收器接收。
5. 光信号检测与分析：接收器会检测接收到的光信号，并将其转化为电信号。
接收到的电信号会经过放大和处理，以便进一步分析。
6. 位移计算：根据接收到的电信号的变化情况，可以计算出物体的位移。
通过测量光信号的变化，可以确定物体与传感器之间的相对位移，达到位移测量的目的。
总的来说，光纤位移传感器的工作原理是通过检测光信号与物体相互作用后的变化，实现对物体位移的测量。
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。
光纤位移传感器原理
光纤位移传感器原理光纤位移传感器是一种利用光学原理来测量物体位移的传感器。
它通过光纤的变化来实现对物体位移的测量，具有高精度、抗干扰能力强等优点，在工业自动化、航空航天、医疗等领域有着广泛的应用。
光纤位移传感器的原理主要基于两种光学效应，拉曼散射效应和布里渊散射效应。
拉曼散射效应是指当光线通过光纤时，由于光的频率与光纤内部的分子振动频率不同，会发生光子与分子之间的相互作用，使得光子的频率发生变化。
而布里渊散射效应则是指当光线通过光纤时，由于光的频率与光纤内部的声子振动频率不同，会导致光子与声子之间的相互作用，使得光子的频率发生变化。
基于以上两种光学效应，光纤位移传感器的工作原理可以简单描述为，当外界物体发生位移时，会导致光纤的长度或形状发生变化，从而影响光纤内部的光子与分子或声子之间的相互作用，最终导致光子的频率发生变化。
通过检测光子频率的变化，就可以得知外界物体的位移情况。
光纤位移传感器的工作原理虽然看似简单，但其中涉及到的光学原理和信号处理技术却十分复杂。
在实际应用中，需要考虑光纤的材料和结构、光源的稳定性、光谱分析技术等多个方面的因素，才能确保传感器的精准度和稳定性。
除了上述的原理外，光纤位移传感器还有一些特殊的工作原理，比如基于光纤光栅原理的传感器。
光纤光栅是指在光纤内部加入周期性的光栅结构，当外界物体位移时，会导致光栅的周期发生变化，从而改变光纤内部的光场分布，最终影响光的传输特性。
通过检测光的传输特性的变化，就可以实现对外界物体位移的测量。
总的来说，光纤位移传感器的原理是基于光学效应来实现对物体位移的测量，具有高精度、抗干扰能力强等优点。
在实际应用中，需要综合考虑光学原理、信号处理技术等多个方面的因素，才能确保传感器的稳定性和可靠性。
随着光学技术的不断发展，相信光纤位移传感器在未来会有更广泛的应用和更高的性能表现。
光纤位移传感器的工作原理
光纤位移传感器的工作原理一、引言光纤位移传感器是一种非接触式的测量设备，广泛应用于机械结构的位移、振动和形变等参数的测量。
本文将详细介绍光纤位移传感器的工作原理。
二、光纤传感器的基本原理光纤传感器是利用光学原理来实现物理量测量的一种传感器。
它是由一个发射端和一个接收端组成，通过光学纤维将信号从发射端传输到接收端。
当物理量改变时，会引起光学纤维中的某些参数发生变化，从而影响到信号在光学纤维中的传播特性。
通过对这些参数进行测量，就可以得到物理量的值。
三、光纤位移传感器的结构光纤位移传感器由发射端、接收端和一根被测物体上固定的光学纤维组成。
其中，发射端和接收端分别安装在被测物体两侧，并通过一根长约1-2米的单模或多模光学纤维相连。
四、工作原理当被测物体发生微小形变时，会引起固定在其上的光学纤维长度发生微小变化。
这种变化会导致光学纤维中的折射率、弯曲半径和光程等参数发生变化，从而影响到信号在光学纤维中的传播特性。
具体地说，当发射端向光学纤维中注入一束激光时，该激光会沿着光学纤维传输，并在接收端产生一个输出信号。
由于被测物体的微小形变会引起光学纤维长度的微小变化，因此会对信号产生影响。
这种影响可以通过以下两种方式进行测量：1.时间域反射法时间域反射法是将一束短脉冲激光发送到被测物体上的光学纤维中，并在接收端检测反射回来的信号。
由于反射信号的到达时间与被测物体上某一点到发射端之间的距离成正比，因此可以通过测量反射信号的到达时间来计算出被测物体上该点到发射端之间的距离。
2.频域干涉法频域干涉法是将两束相干激光分别从发射端和接收端注入到光学纤维中，并通过检测两束激光之间的干涉信号来计算出被测物体上某一点到发射端之间的距离。
由于两束激光在不同的路径上传播，因此会产生一定的相位差，这种相位差可以通过干涉信号的频率来测量。
五、总结光纤位移传感器是利用光学原理来实现物理量测量的一种传感器。
它通过测量光学纤维中的折射率、弯曲半径和光程等参数来计算出被测物体上某一点到发射端之间的距离。
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。
实验二 光纤传感器实验
一．光纤位移传感器的静态实验实验目的：了解光纤位移传感器的原理结构和性能实验原理：反射式光纤位移传感器的工作原理如图1所示。
光纤采用Y 型结构，两根光纤的一端合并在一起作为光纤探头，另一端一根作为光源光纤，一根作为接收光纤。
光纤只起传输信号的作用。
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送至光电转换器将接收到的光信号转化为电信号。
接收光纤接收到的光强取决于反射体和光纤探头之间的距离，其定性关系如图2所示。
图1. 光纤位移传感器的原理图图2. 输出电压V 和X 的定性关系所需元器件：主副电源、差动放大器、F/V 表、光纤传感器、振动台 实验步骤：（1） 按图3的方式接线：因光电传感器的内部转换电路已经安装好了，所以可将电信号直接经差动放大器后输出。
F/V 表置2V 档、开启主副电源，差动放大器的增益调到最大。
输出电压X光源光纤反射面图3 光纤传感器实验的接线图（2）调节测微头，使光纤探头与反射片刚好接触，调节差动放大器的零位旋钮使得F/V表的读数尽量为零。
（3）旋转测微头，使得光纤探头逐渐远离反射面，观察输出电压的小—大—小的变化过程。
（4）重复步骤2。
旋转测微头，每隔0.2mm读出一个电压值，并填入下表。
（5）作出V—X曲线，计算灵敏度S=△V/△X及线性范围。
二光纤传感器测量电机转速的实验实验目的：了解光纤位移传感器的测速应用。
实验原理：在电机上贴有两片对称的反光片用于反射光源光纤的出射光。
当光纤探头对准反光片时，接收光纤可以接收到光源光纤的反射光，输出电路有电压输出；当光纤探头和黑色表面相对时，接收光纤中无反射光，输出信号近似为零。
当电机转动时，光纤探头的对准面将发生黑—白—黑—白的周期变化，于是光纤传感器的输出电压也将按照小—大—小—大的形式发生变化，即输出电压为脉冲信号。
根据电压脉冲的频率即可推算出电机的转速。
所需单元和部件：除（一）中所用的器件外，增加小电机和示波器。
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。
反射式光纤位移传感器测距原理实验
反射式光纤位移传感器测距原理实验一.实验目的1.了解光纤传输的基本原理2.了解反射式光纤传感器的一般原理结构、性能3.利用反射式光纤位移传感器测量出光强随位移变化的函数关系。
二.实验原理１．光导纤维与光纤传感器的一般原理图１光纤的基本结构光导纤维是利用光的完全内反射原理传输光波的一种介质。
如图１所示，它是由高折射率的纤芯和包层所组成。
包层的折射率小于纤芯的折射率，直径大致为０.１ｍｍ～０.２ｍｍ。
当光线通过端面透入纤芯，在到达与包层的交界面时，由于光线的完全内反射，光线反射回纤芯层。
这样经过不断的反射，光线就能沿着纤芯向前传播。
由于外界因素（如温度、压力、电场、磁场、振动等）对光纤的作用，引起光波特性参量（如振幅、相位、偏振态等）发生变化。
因此人们只要测出这些参量随外界因素的变化关系，就可以通过光特性参量的变化来检测外界因素的变化，这就是光纤传感器的基本工作原理。
２．反射式位移传感器的结构原理反射式光纤位移传感器是一种传输型光纤传感器。
其原理如图２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，另一端分为两支，分别作为光源光纤和接收光纤。
光从光源耦合到光源光纤，通过光纤传输，射向反射片，再被反射到接收光纤，最后由光电转换器接收，转换器接受到的光源与反射体表面性质、反射体到光纤探头距离有关。
当反射表面位置确定后，接收到的反射光光强随光纤探头到反射体的距离的变化而变化。
显然，当光纤探头紧贴反射片时，接收器接收到的光强为零。
随着光纤探头离反射面距离的增加，接收到的光强逐渐增加，到达最大值点后又随两者的距离增加而减小。
图３所示就是反射式光纤位移传感器的输出特性曲线，利用这条特性曲线可以通过对光强的检测得到位移量。
反射式光纤位移传感器是一种非接触式测量，具有探头小，响应速度快，测量线性化（在小位移范围内）等优点，可在小位移范围内进行高速位移检测。
图２反射式位移传感器原理图３反射式光纤位移传感器的输出特性实验仪器：SET-QX型光纤位移传感器实验箱。
光纤光电传感器实验
光纤光电传感器实验38030414 蔡达一、实验目的了解光纤传感器原理及位移测量的原理；了解光敏电阻和光电开关的工作原理及应用。
二、实验仪器光纤光电传感器实验模块，示波器：DS5062CE ，微机电源：WD990型，±12V，万用表：VC9804A型，电源连接电缆，螺旋测微仪。
三、实验原理1、光敏电阻由半导体材料制成的光敏电阻，工作原理基于内光电效应，当掺杂的半导体薄膜表面受到光照时，其导电率就发生变化。
不同的材料制成的光敏电阻有不同的光谱特性和时间常数。
图1光敏电阻应用电路2、光电开关光电开关利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。
振荡回路产生的调制脉冲经反射电路后，由发光管GL辐射出光脉冲。
当被测物体进入受光器作用范围时，被反射回来的光脉冲进入光敏三极管DU。
并在接收电路中将光脉冲解调为电脉冲信号，再经放大器放大和同步选通整形，然后用数字积分或RC 积分方式排除干扰，最后经延时（或不延时）触发驱动器输出光电开关控制信号。
物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。
3、光纤传感器反射式光纤传感器光纤采用Y型结构，两束多模光纤合并于一端组成光纤探头，一束作为接收，另一束为光源发射，近红外二级管发出的近红外光经光源光纤照射至被测物，由被测物反射的光信号经接收光纤传输至光电转换器件转换为电信号，反射光的强弱与反射物与光纤探头的距离成一定的比例关系，通过对光强的检测就可得知位置量的变化。
图2反射式光纤传感器工作原理图四、 实验结果及数据处理1、观察光敏电阻并测量相关参数 亮电阻：6.1k Ω，暗电阻：3.6M Ω，光电阻值=暗电阻-亮电阻=3593.9k Ω亮电流：691.6mV /6.1k 15.01610A -Ω=⨯ 暗电流：62.01V /3.60.55810M A -Ω=⨯光电流为：6615.016100.5581014.458A A A --⨯-⨯=现象：用手遮挡光敏电阻，当遮挡住时，电压表显示较大电压，对应此时，光敏电阻两端压降大，电阻大；当全收光时，电压表电压值较小，对应光敏电阻电阻小。
光纤传感器位移测量
光纤传感器位移测量[实验目的]1．熟悉反射式强度外调制光纤位移传感器的工作原理。
2．掌握光纤位移传感器测量位移的方法。
[实验单元]Y型多膜玻璃光纤，光电变换器，直流稳压源，数字电压/频率表，示波器，支架，反射片，测微头，低频振荡器，激振电路I。
[实验内容]先熟悉各部件配置，功能，使用方法，操作注意事项和附录等。
1．静态测量位移。
在工作台的固定支架上装上光纤传感器的光纤探头，使探头对准镀铬反射片中心，光纤传感器的另一端四芯插头与处理电路光电变换器中输入插座对准后插紧。
（光纤传感器中间的连接块要水平放置，以免损坏。
）在工作台的振动台两旁固定支架上（或是位移装置）装上测微头，使测微头能够带动反射片产生位移。
V端接数字电压表。
旋动测微头带动反射镜片，使光纤探头端开启电源，光电变换器V输出为最小（因为很难完全重合，所以总是有些许微小电压）。
面紧贴反射镜面，此时V电压填入下表，并作出V 然后旋动测微头，使反射镜面离开探头，每隔0.25mm取一2．动态测量振动。
将测微头移开，振动台处于自由状态，根据静态测量位移中作出的V—X曲线选取前沿中点位置装好光纤探头。
如图将低频振荡器输出接“激振I”，调节激振频率和幅度，使振动台保持适当幅度的振动（以不碰到光纤探头为宜）。
V端电压波形，并用电压/频率表读出振动频率。
用示波观察V端必须与信号整形电路的输入相连。
）（此前，光电变换器左图振荡器与激振连接[注意事项]V最大输出电压以2V左右为好，可通过调节增益电位器来控制。
1．光电变换器工作时2．实验时请保持反射镜片的洁净及与光纤端面的平行度。
3．工作时光纤端面不宜长时间直照强光，以免内部电路受损。
4．注意背景光对实验的影响。
5．光纤勿成锐角曲折。
[思考题]1．调制盘反光面的粗糙程度对反射光强是否有影响？为什么？2．反射式光纤位移传感器探头对测量的调制盘反光面倾斜、转动是否会有影响？各有什么影响？3．试用光纤传感器组成一个实用的电子称，简要说明分析其工作原理？。
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）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。
光电检测实验报告
实验三十光纤位移传感器（半圆分部）的特性实验一、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：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，因此可用于测量位移。
三、需用器件与单元：光纤传感器、光纤传感器实验模板、数显单元、测微头、直流电源±15V、铁测片。
四、实验步骤：1、根据图9-1安装光纤位移传感器，二束光纤分别插入实验板上光电变换座内，其内部装有发光管Ｄ及光电转换管T。
2、将光纤实验模板输出端V0与数显单元相连，见图9-2。
3、在测微头顶端装上铁质圆片，作为反射面，调节测微头使探头与反射面轻微接触,数显表置20V档。
4、实验模板接入±15V电源，合上主控箱电源开关，调节RW2使数显表显示为零。
5、旋转测微头,使被测体离开探头,每隔0.1mm读出数显表显示值,将其填入9-1。
注：电压变化范围从0→最大→最小必须记录完整。
表9-1：光纤位移传感器输出电压与位移数据如下表所示：通过上述的表格可以找出在X=6.5或者6.6mm时输出电压才达到最大值为6.78或者6.79V，但当继续寻找最小值的时候并没有找到，输出电压随着位移的增大逐渐的减小，但是减小的幅度会渐渐的趋于平衡，在达到测微头最大量程时还在继续的减小，因此并没有找到最小的记录。
并认为X=4mm时为最小的0。
6、根据表9-1数据，作出光纤位移传感器的位移特性图，并加以分析、计算出前坡和后坡的灵敏度及两坡段的非线性误差。
答：利用excel对数据进行分析得光纤位移传感器的位移特性图如下所示：通过光纤位移传感器的位移特性图可知：其图形被分为前坡和后坡两部分，在前坡输出电压随着位移的增大而增大并且达到最大值，并且前坡的增大的幅度比较大，在后坡输出电压随着位移的增大不再增大而是相应的减小，减小的幅度较小，并逐渐的趋于稳定。
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。
光纤位移传感器原理
光纤位移传感器原理光纤位移传感器是一种基于光学原理设计的测量设备，适用于多种行业和领域，例如化学、医学、航空、汽车等，并且在科学研究和工业生产中都有着广泛的应用。
本文将详细介绍光纤位移传感器的原理。
一、光纤位移传感器的构成和原理光纤位移传感器由两个主要的组件构成：光纤和传感器。
在传统的光纤传感器中，光信号直接通过光纤传输，但是光纤传输会受到各种干扰，影响传输效率和带宽。
为了提高传输效率和减少干扰，光纤位移传感器内部的光纤一般是几何结构规则的光纤，例如Mach-Zehnder光纤干涉仪或Fiber Bragg Grating（FBG）光纤。
光纤位移传感器的原理是利用光纤材料具有高折射率和低损耗的特点，将光线通过光纤传输到接收器上，通过测量光纤中光强的变化来判断被测量的物体的位移情况。
二、光纤位移传感器的基本工作原理光纤位移传感器的基本工作原理是将被测量的物体与传感器相连接，传感器将物体位移的信息转化为光强变化的信号，再通过计算机或其他的数据传输系统进行数据采集和分析。
光纤位移传感器的工作原理主要分为以下两种：1.利用菲涅尔透镜原理的光纤位移传感器菲涅尔透镜是由法国物理学家奥古斯丁·菲涅尔于19世纪发明的，用于光学成像。
光纤位移传感器利用这个原理来测量物体在相对位移时的光路差。
物体移动时，会改变菲涅尔透镜的焦距，而当光线经过菲涅尔透镜时，光线的弯曲程度和物体的位移成正比。
因此，可以根据光线发生的弯曲程度来测量物体的位移。
2.利用FBG的光纤位移传感器Fiber Bragg Grating是光子学领域中的一种技术，是将周期性调制的折射率变化封入光纤中，形成的一种光波反射器，称为光栅反射器。
光纤位移传感器利用FBG的原理来测量物体的位移。
当物体移动时，光线在光纤中传输时的相位会发生变化，进而引起FBG的反射波的频率或波长的变化。
这种明显的变化可以用来测量光栅在光纤中的位移程度。
这种技术有很高的灵敏度和分辨率，可以用于许多微小位移的测量。
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光纤位移传感器性能测试
一、实验目的：
1、了解光纤位移传感器的原理结构、性能。
2、了解光纤位移传感器的动态应用。
3、了解光纤位移传感器的测速应用。
二、实验内容：
1、光纤传感器的静态实验；
2、光纤位移传感器的动态应用实验；
3、光纤位移传感器的测速应用实验；
（一）光纤传感器的静态实验
实验单元及附件：
主副电源、差动放大器、F/V表、光纤传感器、振动台。
实验原理：
反射式光纤位移传感器的工作原理如下图所示，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如下图8-1所示
图8-1
实验步骤：
（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的光纤探头。
（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8-2接线：因光/电转换器内部已安装好，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。
（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0.05mm读出电压表的读数，并将其填入下表：
△X（mm） 0.05 0.10 0.15 0.20 10.00
指示（V）
图8-2
（二）光纤传感器的动态应用实验
实验单元及附件：
主、副电源、差动放大器、光纤位移传感器、低通滤波器、振动台、低频振荡器、激振线圈、示波器。
实验步骤：
（1）了解激振线圈在实验仪上所在位置及激振线圈的符号。
（2）如图8-3接线。
图8-3
（3）将测微头与振动台面脱离，测微头远离振动台。
将光纤探头与振动台反射纸的距离调整在光纤传感器工作点即线性段中点上（利用静态特性实验中得到的特性曲线，选择线性中点的位置为工作点，目测振动台的反射纸与光纤探头端面之间的相对距离即线性区的中点）
（4）将低频振荡信号接入振动台的激振线圈上，开启主、副电源，调节低频振荡器的频率与幅度旋钮，使振动台振动且振动幅度适中；
（5）保持低频振荡器输出的Vp-p 幅值不变，改变低频振荡器的频率（用示波器观察低频振荡器输出的Vp-p 值为一定值，在改变频率的同时如幅值发生变化则调整幅度旋钮值Vp-p 相同），将频率和示波器上所测的峰峰值（此时的峰峰值Vp-p 是指经低通后的Vp-p 填入下表，并作出幅频特性图：
幅度（）
频率（）
Vp-p Hz
（三）光纤传感器的测速应用实验
实验单元及附件：
电机控制、差动放大器、小电机、F/V 表、光纤位移传感器、直流稳压电源、主、副电源、示波器。
实验步骤：
（1）了解电机（电机端面上贴有两张反射纸）在实验仪上所在的位置及控制单元。
（2）按图8-4接线，将差动放大器的增益置最大，F/V 表的切换开关置2V ，开启主、副电源。
图8-4
（3）将光纤探头移至电机上方对准电机上的反光纸，调节光纤传感器的高度，使F/V 表显示最大。
再用手稍微转动电机，让反光面避开光纤探头。
调节差动放大器的调零，使
F/V表显示接近零。
（4）将直流稳压电源置±10V档，在电机控制单元的V+处接入+10V电压，调节转速旋钮使电机运转。
（5）F/V表置2K档显示频率，用示波器观察F。
输出端的转速脉冲信号。
Vp-p=4V；
（6）根据脉冲信号的频率及电机上反光片的数目换算出此时的电机转速。
（7）实验完毕关闭主、副电源，拆除接线，把所有旋钮复原。
注：如示波器上观察不到脉冲波形而静态实验又正常，请调整探头与电机间的距离，同时检查一下示波器的输入衰减开关位置是否合适（建议使用不带衰减的探头）。