光纤位移传感器工作特性

大学物理实验第四章提高性实验光纤位移传感器工作特性研究【实验目的】1.了解光纤位移传感器的工作特性。2.学习用Excel程序或计算器求斜率和相关系数。3.学习用光纤位移传感器测量微小长度量。【实验仪器】CSY998型传感器系统实验仪，待测工件，导线，计算器（机）等【实验原理】1光纤的基本结构单根光导纤维的结构如图17.1所示，它由纤芯、包层及护套组成。纤芯为直径很小的圆柱形透明介质纤维（某种玻璃或塑料）制成。环绕纤芯的是一层圆柱形套层，称为包层，它由折射率与纤芯略有不同的玻璃或塑料制成。然后，用一层护套将它们包覆。光纤的导光能力取决于纤芯和包层的性能，光纤的强度由护套来维持。使用时将几根或多根光纤沿长度方向封装在一起成为多股光纤，称为光缆。包层纤芯图17.1光纤结构图原理图图17.2光纤传感器实物图1.探头2.光缆3.护套2光纤位移传感器工作原理一束多股光纤（光源光纤）将光源发出的光投射到被测物体表面上，另一束多股光纤（接收光纤）用于接受被测物表面反射回来的光。两股光纤汇合处用有机玻璃固封，称作光纤位移传感器的探头，图17.12即为光纤传感器实物图。如图17.3光纤位移传感器测量原理图所示，反射光经接收光纤、光电转换元件转换成电压信号后输出。输出电压的强弱决定于反射光强的大小。当光纤传感器探头的端口紧贴反射面时，光源光纤的出光口被挡住，接收光纤接收不到反射光，因此无电压信号输出。如图17.4所示，随着反射面逐渐远离光纤探头端口，反射面被光纤发出的光照亮的区域A越来越大，发射光锥与接收光锥重合的面积B1越来越大，因而接收光纤端口177