光纤传感器实验重点课件.ppt

1、实验注意事项1、光纤探头已固定在调节架上，未光纤探头已固定在调节架上，未经允许不得拆卸，擅自拆卸造成损经允许不得拆卸，擅自拆卸造成损失后果自负；失后果自负；2、实验操作过程中切不可使光纤探实验操作过程中切不可使光纤探头与反射镜相撞或光纤探头与光纤头与反射镜相撞或光纤探头与光纤探头相撞，以免损坏光纤探头；探头相撞，以免损坏光纤探头；3、严格按讲义上实验步骤进行操作，严格按讲义上实验步骤进行操作，不得擅自改变各实验参数。不得擅自改变各实验参数。光纤传感实验仪的应用光纤传感实验仪的应用简 介n多种光纤传感原理：集反射式、透射式及微弯 式传感原理于一体。n五个基础性实验：可实现五个基础性实验。n四个设

2、计性实验：实现温度测量、压力测量、固 体线膨胀系数测量、金属杨氏模量的测量等。nLED发光的I-P特性研究：光源输出特性的研究光纤传感器的设计光纤传感器的设计n典型的单发射、双接收反射式光纤补偿型维位移传感探头；n利用补偿原理实现温度测量、压力测量、固体线膨胀系数测量、金属杨氏模量的精密测量等；n所有能够转变成维位移的物理量都可以用该探头实现测量。实 验 目 的了解“光纤传感实验仪”的基本构造和带尾纤的光电器件；定性了解光纤端光场的径向分布和轴向分布特点及测量方法并进行定量测量；了解反射接收（一个发光、一个或两个接收光）的光纤端光场分布的特性曲线，学习掌握最简单、最基本的光纤位移传感器及补偿式

3、光纤位移传感器的原理和应用方法。学习做研究的、最常用的一种手段，即通过实验采集数据，把数据画成曲线，分析曲线找规律，再来看怎样利用其规律性。光纤结构简介光纤芯包 层涂敷层n1n2n0n1n2n0光在光纤中的传播（全反射原理）光纤端光场分布的测量光纤端光场分布的测量)/(1 exp)/(1 22/30202222/302020cctgazartgazaII光纤端光场轴向分布光纤端光场轴向分布纤端光场轴向分布实验曲线 纤端光场（纵向）00.511.522.533.544.555.500.511.522.533.54纵向坐标（m m)光强(电压 转换值v)系列1光纤端光场径向分布（一）光纤端光场径向

4、分布（一）00.10.20.30.40.50.600.10.20.30.4横向坐标（m m)光强(I/I0)z=0.5mmz=1mm纤端光场径向分布理论曲线 200微米芯径光纤端场分布实验值（归一化）00.10.20.30.40.50.60.70.800.10.20.30.40.5横向坐标（m m)光强（归一化值）z=0.5mmz=1.0mm光纤端光场径向分布（二）光纤端光场径向分布（二）纤端光场径向分布实验曲线 反射式光场分布测量IxA()IA0RA等效镜面光纤接收光纤光源光纤Xrxx（b）等价光纤坐标系统（a）光纤探头示意图fdxaRxdRx(,)()exp()0222222R xaxa(

5、)(/)/003 21反射式光场分布曲线0 20 40 60 80100120140160180012345 位移(mm)输出(mV)理论曲线实验测试数据补偿式光纤探头反射式光场)2(3exp/2221xdII)/(1)(2/300axax反射式光场分布曲线反射式光场分布曲线实 验 内 容(30)1、光纤端光场轴向分布的测量；在坐标纸上画出（或用在坐标纸上画出（或用Excel打印）打印）曲线曲线2、光纤端光场径向分布的测量；在坐标纸上画出（或用在坐标纸上画出（或用Excel打印）打印）曲线曲线（实验结果为两条实验曲线）（实验结果为两条实验曲线）实 验 内 容(31)1、反射式光纤位移传感器的调制特性曲线的测量（I1x和I2 x曲线）。在坐标纸上画出（或用在坐标纸上画出（或用Excel打印）曲线打印）曲线2、验证补偿效果（I1/I2x曲线）。在坐标纸上画出（或用在坐标纸上画出（或用Excel打印）曲线打印）曲线