光纤位移传感器的工作原理.pdf

发送光纤发送光纤发射光束被测目标反射型反射型光敏元件接收光束(a)光源接收光纤接收光纤结构及原理结构及原理:光源光敏元件发射光束B2探头到被测目标平面距离接收光束C被测目标AB1(b)当光纤探头端部紧贴被测件时,发射光纤中的光不能反射到接收光纤中去,接收光纤中无光信号;当被测表面逐渐远离光纤探头时,发射光纤照亮被测表面的面积越来越大,于是相应的发射光锥和发射光锥和接收光锥重合面积接收光锥重合面积 B1B1 越来越大越来越大,因而接收光纤端面上被照亮的 B2 区也越来越大,有一个线性增长的输出信号;当整个接收光纤被全部照亮时,输出信号就达到了位移-输出信号曲线上的“光峰点”,光峰点以前的这段曲线叫前坡区前坡区;当被测表面继续远离时,被反射光照亮的 B2 面积大于 C,部分反射光没有反射进接收光纤,接收到的光强逐渐减小,光敏输出器的输出信号逐渐减弱,进入曲线的后坡区后坡区。光峰后坡坡前输出可用于距离较远而灵敏度、线性度和精度要求不高微米级的位移测量O位移的测量测量表面状态光纤探头的端部光纤探头的端部,发射光纤与接收光纤分布发射光纤与接收光纤分布:随机分布随机分布;半球形对开分布半球形对开分布;共轴内发射分布共轴内发射分布;发射光纤与接收光纤的分布光纤位移传感器的一个典型范例：光纤位移传感器的一个典型范例：发射、接收各 300 根光纤组成一根的光缆。光纤内芯是折射率为的火石玻璃,包层是折射率为的玻璃。光缆的后部被分成两支,一支用于发射光,一支用于接收光。光源是的白炽灯泡,而接收光信号的敏感元件是光电池。光敏检测器输出与接收到的光强成正比的电信号。对于每 m 位移产生 1V 的电压输出,分辨率是m。遮断型遮断型发送光纤发送光纤接收光纤接收光纤