光纖位移傳感器原理

一:實(shí)驗(yàn)原理:

本實(shí)驗(yàn)儀中所用的為傳光型光纖傳感器,光纖在傳感器中起到光的傳輸作用，因此是屬于非功能性的光纖傳感器。光纖傳感器的兩支多模光纖分別為光源發(fā)射及接收光強(qiáng)之用，其工作原理如圖(22)所示。

光纖傳感器工作特性曲線如圖(23)所示。一般都選用線性范圍較好的前坡為測(cè)試區(qū)域。

二:實(shí)驗(yàn)所需部件:

光纖、光電變換器、放大穩(wěn)幅電路、紅外發(fā)射及檢測(cè)電路（光纖變換電路內(nèi)）、反射物（電機(jī)葉面）、電壓表.

三:實(shí)驗(yàn)步驟:

觀察光纖結(jié)構(gòu)：一支發(fā)射、另一支為接收的多模光纖為半圓形結(jié)構(gòu)，光纖質(zhì)量的優(yōu)劣可通過(guò)對(duì)光照射觀察光通量得出結(jié)論。

光電傳感器內(nèi)發(fā)射光源是近紅外光,接收近紅外信號(hào)后經(jīng)穩(wěn)幅及放大。判斷光電變換器中兩個(gè)安裝孔位置具體為發(fā)射還是接收可采用如以下辦法:

將光纖變換器電壓輸出端接電壓表輸入端，光電變換塊四芯航空插頭接入光纖變換器四芯插座，將雙支光纖的其中一根插入光電變換塊中的一孔，觀察電壓表輸出情況。將接通電源的紅外發(fā)光管靠近光纖探頭，如VO端有電壓輸出則此孔為接收放大端，如單獨(dú)插入另一孔,光纖探頭靠近接通電源的紅外光敏三極管,探測(cè)電路動(dòng)作則說(shuō)明此孔為紅外光源發(fā)射。

將兩根光纖均裝入光電變換塊,裝入時(shí)注意不要過(guò)分用力,以免影響到變換塊中光電管的位置。分別將光纖探頭置于全暗無(wú)反射和對(duì)準(zhǔn)較強(qiáng)光源的照射，光纖變換器輸出電壓應(yīng)分別為零和最大值。

四:注意事項(xiàng):

光纖三端面均經(jīng)過(guò)精密光學(xué)拋光,其端面的光潔度直接會(huì)影響光源損耗的大小,需仔細(xì)保護(hù)。禁止使用硬物、尖銳物體碰觸，遇臟可用鏡頭紙擦拭。如非必要，最好不要自行拆卸，觀察光纖結(jié)構(gòu)一定要在實(shí)驗(yàn)老師的指導(dǎo)下進(jìn)行。

光纖傳感器--------位移測(cè)試

一:實(shí)驗(yàn)所需部件:

光纖、光電變換塊、光纖變換電路、電壓表、反射片(電機(jī)葉片)、位移平臺(tái)

二:實(shí)驗(yàn)步驟:

將光纖、光電變換塊與光纖變換電路相連接,注意同一實(shí)驗(yàn)室如有多臺(tái)光電傳感器實(shí)驗(yàn)儀,由于光電變換塊中的光電元件特性存在不一致,則光纖變換電路中的發(fā)射\接收放大電路的參數(shù)也不一致，故請(qǐng)做實(shí)驗(yàn)之前將光纖\光電變換塊和實(shí)驗(yàn)儀對(duì)應(yīng)編號(hào),不要混用,以免影響正常實(shí)驗(yàn)。

光纖探頭安裝于位移平臺(tái)的支架上用緊定螺絲固定,電機(jī)葉片對(duì)準(zhǔn)光纖探頭,注意保持兩端面的平行。

盡量降低室內(nèi)光照,移動(dòng)位移平臺(tái)使光纖探頭緊貼反射面，此時(shí)變換電路輸出電壓Vo應(yīng)約等于零。

旋動(dòng)螺旋測(cè)微儀帶動(dòng)位移平臺(tái)使光纖端面離開(kāi)反射葉片，每旋轉(zhuǎn)一圈(0.5毫米)記錄Vo值,并將記錄結(jié)果填入表格,作出距離X與電壓值mv的關(guān)系曲線。

從測(cè)試結(jié)果可以看出,光纖位移傳感器工作特性曲線如圖(23)所示分為前坡Ⅰ和后坡Ⅱ。前坡Ⅰ范圍較小，線性較好。后坡工作范圍大但線性較差。因此平時(shí)用光纖位移傳感器測(cè)試位移時(shí)一般采用前坡特性范圍。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果試找出本實(shí)驗(yàn)儀的最佳工作點(diǎn)。（光纖端面距被測(cè)目標(biāo)的距離）

光纖傳感器---轉(zhuǎn)速與振動(dòng)測(cè)試

一:實(shí)驗(yàn)所需部件:

光纖、光電變換塊、光纖變換電路、測(cè)速電機(jī)、電壓/頻率表、示波器

二:實(shí)驗(yàn)步驟:

光纖變換電路中Fo端輸出為整形電路輸出，它可以將光纖探頭所測(cè)到脈動(dòng)信號(hào)整形為標(biāo)準(zhǔn)的5VTTL電平輸出，以供儀器中的數(shù)據(jù)采集卡計(jì)數(shù)之用。根據(jù)實(shí)驗(yàn)十二的結(jié)果,將光纖探頭安裝與距電機(jī)反射葉片最佳工作點(diǎn)處。

開(kāi)啟轉(zhuǎn)速電機(jī),調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，用示波器觀察Vo端輸出電壓波形和經(jīng)過(guò)整形的Fo端輸出方波的波形，如Fo端無(wú)輸出則可能是Vo端輸出電壓過(guò)高,可適當(dāng)降低放大增益，直至FO端有方波輸出為止。

用示波器或頻率計(jì)讀出電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

示波器探頭接于光電變換器VO端，放大器增益置最大，根據(jù)實(shí)驗(yàn)十二結(jié)果，探頭安裝在距反射葉片的最佳工作點(diǎn)處。開(kāi)啟電源與旋轉(zhuǎn)電機(jī)，調(diào)節(jié)示波器，以能穩(wěn)定地觀察輸出波形為好。讀出相鄰輸出波形峰值之差，根據(jù)位移測(cè)試標(biāo)定結(jié)果，判斷旋轉(zhuǎn)電機(jī)葉片的抖動(dòng)情況，得出電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)是否平穩(wěn)的結(jié)論。

三:注意事項(xiàng)：

測(cè)試電機(jī)葉片時(shí)輸出電壓峰值之差是比較小的，所以要特別注意背景光的影響。璽噱錐汰葡柔促汞甌芭踵篪猾餉鉿窗盜忮郯敞鏌唯范湖袤撮難蕓窆邏兜撾涫淺鉦馱拐萸涂拈搬碭雪河轄喜豎癇柔皋鉺栲急劐接琛究效操小炮