光纤传感器的位移特性实验

实验二十五光纤传感器位移特性实验环氧树脂涂层
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
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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)。
光纤探头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。计算在量程1mm时灵敏度和非线性误差。
水垢过滤器七、实验报告
在实验报告中填写《实验报告二十五》,详细记录实验过程中的原始记录(数据、图表、波形等)并结合原始记录进一步理解实验原理。
八、实验思考题
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根据实验步骤(6)中的光纤位移传感器的位移——输出曲线图,分析其原理。
答:由光源发出的光经发射光纤传输后入射到被测物表面,经反射体反射后再经接收光纤接收并传输至光敏元件。由于光纤有一定的数值孔径,当光纤探头紧贴反射体时,发射光纤中的光不能发射到接收光纤中,因此接收光纤中无光信号;当光纤探头逐渐远离被测体时,接收光纤中的光强越来越大,当整个接收光纤被全部照亮时,接收光强达到峰值;当反射体继续远离时,将有部分反射光没有反射进Y型光纤束,接收到的光强逐渐减小。位移特性如下图所示。环己甲酸

本文发布于:2024-09-22 15:49:53,感谢您对本站的认可!

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