光纖傳感角度測(cè)量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的原理
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
1、了解并掌握光纖的基本原理
2、了解并掌握光纖傳感角度測(cè)量工作原理
3、了解和掌握1602液晶屏使用方法;
4、了解和掌握51系列單片機(jī)工作原理,掌握基于51單片機(jī)的C語言程序編寫及燒錄方法;
二、實(shí)驗(yàn)器材
1、MXY5001 光纖傳感原理及應(yīng)用綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)1臺(tái);
2、反射式傳感光纖1根;
3、傳感光纖支架1個(gè)
4、光纖固定裝置2套;
5、支桿3個(gè);
6、滑塊3個(gè);
7、平面鏡裝置1個(gè);
8、二維底座1個(gè);
9、連接線若干;
三、實(shí)驗(yàn)原理
近年來,傳感器在朝著靈敏、精確、適應(yīng)性強(qiáng)、小巧和智能化的方向發(fā)展。在這一過程中,在這一過程中,光纖傳感器在這個(gè)傳感器家族的新成員倍受青睞。光纖具有很多優(yōu)異的性能,例如:抗電磁干擾和原子輻射的性能,徑細(xì)、質(zhì)軟、重量輕的機(jī)械性能;絕緣、無感應(yīng)的電氣性能;耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學(xué)性能等,它能夠在人達(dá)不到的地方(如高溫區(qū)),或者對(duì)人有害的地區(qū)(如核輻射區(qū)),起到人的耳目的作用,而且還能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。
根據(jù)光纖在傳感器中的作用,光纖傳感器一般分為功能型和非功能型兩類。
利用光纖本身的某種敏感特性或功能制成的傳感器,稱為功能型( functional fiber,FF)傳感器,又稱為傳感型傳感器。這類傳感器使用單模光纖,制造技術(shù)難度比較大,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,且調(diào)試?yán)щy。
光纖僅僅起傳輸光的作用,它在光纖端面或中間加裝其他敏感元件感受被測(cè)量的變化,這類傳感器稱為非功能型( non - functional fiber,NFF)傳感器,又稱為傳光型傳感器。它的工作原理是:光纖把測(cè)量對(duì)象輻射的光信號(hào)或測(cè)量對(duì)象反射、散射的光信號(hào)直接傳導(dǎo)到光電元件上,實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)物理量的檢測(cè)。為了獲得較大的受光量和傳輸光的功率,這種傳感器所使用的光纖主要是孔徑大的階躍多模光纖。該光纖傳感器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、技術(shù)上容易實(shí)現(xiàn),便于推廣應(yīng)用,但靈敏度較低,測(cè)量精度也不高。在用途上,非功能型傳感器要多于功能型傳惑器,而且非功能型傳感器的制作和應(yīng)用比較容易,所以目前非功能型傳感器品種較多。
本實(shí)驗(yàn)選用反射式光纖位移傳感器,圖9-1是反射式光纖位移傳感器測(cè)量工作原理示意圖;圖中光纖采用Y型結(jié)構(gòu)的兩束光纖,一端合并組成光纖探頭,另一端分為兩支,分別作為光源光纖和接收光纖。光從光源耦合到光源光線,通過光纖傳輸,射向反射片,再被反射到接收光纖,最后由光電轉(zhuǎn)換器接收。若光纖探頭發(fā)出的光垂直打到反射體上,轉(zhuǎn)換器接收到的光與反射體表面性質(zhì)、反射體到光纖探頭的距離有關(guān)。當(dāng)反射表面性質(zhì)確定后,接收到的反射光強(qiáng)隨光纖探頭到反射體的距離的變化而變化。當(dāng)反射體到光纖探頭的距離確定后,接收到的反射光強(qiáng)還會(huì)隨光纖探頭與反射體的角度的變化而變化。
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