传感器-PPT课件.ppt

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1、烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人压电传感器、光纤传感器及其在测量中的应用张春阳张春阳2012.5.102012.5.10烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人第一部分：传感器简介第一部分：传感器简介第二部分：压电传感器第二部分：压电传感器第三部分：光纤传感器第三部分：光纤传感器内容内容烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人1、传

2、感器的定义：、传感器的定义：传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。简单说传感器是将外界信号转换为电信号的装置。2、传感器的组成：、传感器的组成：传感器由敏感元器件（感知元件）、转换器件和测量电路三部分组成，有时还加上辅助电源。一、传感器概念一、传感器概念第一部分：传感器简介第一部分：传感器简介烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 3、传感器的分类、传感器的分类 传感器的分类主要依靠敏感原件的种类来区分。

3、敏感原件品种繁多就其感知外界信息的原理来讲，可分为物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。化学类，基于化学反应的原理。生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人4、常见类型、常见类型湿敏传感器气敏传感器温度传感器声敏传感器压电传感器（如力敏传感器）光纤传感器视频视频烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大

4、面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人工作原理：湿敏电阻是利用吸湿性盐类潮解,离子导电率发生化而制成的测湿元件，从而将湿度转变电信号，感知空气中湿度的变化。1、湿敏传感器、湿敏传感器湿敏元件自动加湿器二、常用传感器工作原理及应用烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人2、气敏传感器、气敏传感器 工作原理：工作原理：声表面波器件之波速和频率会随外界环境的变化而发生漂移。气敏传感器就是利用这种性能在压电晶体表面涂覆一层选择性吸附某气体的气敏薄膜，当该气敏薄膜与待测气体相互作用（化学作用或

5、生物作用，或者是物理吸附），使得气敏薄膜的膜层质量和导电率发生变化时，引起压电晶体的声表面波频率发生漂移。通过测量声表面波频率的变化就可以准确的反应气体浓度的变化。它的应用主要有：一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等。烟雾报警器酒精测试仪烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人工作原理工作原理：将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种

6、现象称为热电效应。温度传感器热电偶就是利用这一效应来工作的。电子温度计 空调3、温度传感器、温度传感器烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人工作原理：将声音震动信号转化到电容上，再转化为电流信号或是讲震动转化为磁场信号，再转化为电信号。声控灯电话声敏传感器4、声敏传感器、声敏传感器烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人工作原理：压力传感器主要利用弹性材料的形变和位移来检测外界信号的变化，并将其转换为电信号。如硅压阻式压力

7、传感器是利用单晶硅的压阻效应制成的。电子秤表面张力测试仪5、压力传感器、压力传感器烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人工作原理：光敏电阻的阻值会随光照射程度的不同而产生变化，在一个闭合的电路中，电阻阻值的大小会影响电流的大小，从而将光这种外部信号转化为电信号。6、光敏传感器、光敏传感器太阳能电池烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人第二部分：压电传感器第二部分：压电传感器 1、原理、原理2、应用、应用烧伤病人的治疗通常

8、是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人一、压电传感器的工作原理一、压电传感器的工作原理压电式传感器是一种自发电式传感器。它以压电式传感器是一种自发电式传感器。它以某些电介质的某些电介质的压电效应压电效应为基础，在外力作用下，在为基础，在外力作用下，在电介质表面产生电荷，从而实现非电量电测的目的。电介质表面产生电荷，从而实现非电量电测的目的。压压电电传传感感元元件件是是力力敏敏感感元元件件，它它可可以以测测量量最最终终能能变变换换为为力力的的那那些些非非电电物物理理量量，例例如如动动态态力力、动动态态压压力力、振振动动加加速速

9、度度等等，但但不不能能用用于于静静态态参参数数的的测测量。量。压电式传感器具有体积小、质量轻、频响高、压电式传感器具有体积小、质量轻、频响高、信噪比大等特点。由于它没有运动部件，因此结构信噪比大等特点。由于它没有运动部件，因此结构坚固、可靠性、稳定性高。坚固、可靠性、稳定性高。烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人一、压电效应一、压电效应天然结构的石英晶体呈六角形晶柱，用天然结构的石英晶体呈六角形晶柱，用金刚石刀具切割出一片正方形薄片。当晶体薄金刚石刀具切割出一片正方形薄片。当晶体薄片受到压力时，晶格产生变

10、形，表面产生正电片受到压力时，晶格产生变形，表面产生正电荷，电荷荷，电荷Q与所施加的力与所施加的力F成正比成正比，这种现象，这种现象称为压电效应称为压电效应。还有一些人造的材料也具有。还有一些人造的材料也具有压电效应。压电效应。若在电介质的极化方向上施加交变电压，若在电介质的极化方向上施加交变电压，它就会产生机械变形。当去掉外加电场时，电它就会产生机械变形。当去掉外加电场时，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应（电致伸缩效应）。应（电致伸缩效应）。烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同

11、学们想一想如何来治疗该病人石英晶体的压电效应演示石英晶体的压电效应演示当力的方向改变时，电荷的极性随之改变，输出电压当力的方向改变时，电荷的极性随之改变，输出电压的频率与动态力的频率相同；当动态力变为静态力时，电的频率与动态力的频率相同；当动态力变为静态力时，电荷将由于表面漏电而很快泄漏、消失。荷将由于表面漏电而很快泄漏、消失。烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人二、压电材料的分类及特性二、压电材料的分类及特性压电传感器中的压电元件材料一般有三类：压电传感器中的压电元件材料一般有三类：1、压电晶体（如上述

12、的石英晶体）；、压电晶体（如上述的石英晶体）；2、经过极化处理的经过极化处理的压电陶瓷；压电陶瓷；3、高分子压电材料。、高分子压电材料。烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人（一）石英晶体（一）石英晶体天然形成的石英晶体外形天然形成的石英晶体外形烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人天然形成的石英晶体外形天然形成的石英晶体外形烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，

13、请同学们想一想如何来治疗该病人石英晶体切片及封装石英晶体切片及封装石英晶体薄片石英晶体薄片双面镀银并封装双面镀银并封装烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人（二）压电陶瓷（二）压电陶瓷压电陶瓷是人工制造的多晶压电材料，压电陶瓷是人工制造的多晶压电材料，它比石英晶体的压电灵敏度高得多，而它比石英晶体的压电灵敏度高得多，而制造制造成本却较低成本却较低，因此目前国内外生产的压电元，因此目前国内外生产的压电元件绝大多数都采用压电陶瓷件绝大多数都采用压电陶瓷。烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对

14、于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人压电陶瓷外形压电陶瓷外形直流电场E剩余极化强度剩余伸长电场作用下的伸长(a)极化处理前(b)极化处理中(c)极化处理后 压电陶瓷的极化效应压电陶瓷的极化效应烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人无铅压电陶瓷及其换能器外形无铅压电陶瓷及其换能器外形（上海硅酸盐研究所研制）上海硅酸盐研究所研制）烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人（三）高分子压电薄膜及拉制

15、（三）高分子压电薄膜及拉制烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人高分子压电材料制作的压电薄膜和电缆高分子压电材料制作的压电薄膜和电缆烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人可用于波形分析及报警的高分子压电踏脚板可用于波形分析及报警的高分子压电踏脚板烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人压电式脚踏报警器压电式脚踏报警器烧伤病人的治疗通常是

16、取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人高分子压电薄膜制作的压电喇叭高分子压电薄膜制作的压电喇叭（逆压电效应）（逆压电效应）烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人压电式传感器的测量电路压电式传感器的测量电路（一）等效电路（一）等效电路 当当压压电电传传感感器器中中的的压压电电晶晶体体承承受受被被测测机机械械应应力力的的作作用用时时，在在它它的的两两个个极极面面上上出出现现极极性性相相反反但但电电量量相相等等的的电电荷荷。可可把把压压电电传传感

17、感器器看看成成一一个个静静电电发发生生器器，如如图图(a)。也也可可把把它它视视为为两两极极板板上上聚聚集集异异性性电电荷荷，中中间间为为绝绝缘缘体体的的电容器电容器，如图，如图(b)。其电容量为。其电容量为 qq电极压电晶体Ca(b)(a)压电传感器的等效电路当两极板聚集异性电荷当两极板聚集异性电荷时，则两极板呈现一定时，则两极板呈现一定的电压，其大小为的电压，其大小为烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人因因此此，压压电电传传感感器器可可等等效效为为电电压压源源Ua和和一一个个电电容容器器Ca的的串串联

18、联电电路路，如如图图(a)；也也可可等等效效为为一一个个电电荷荷源源q和和一一个个电电容容器器Ca的的并并联联电电路，如图路，如图(b)。qCaUaUaq/Caq UaCaCa（a）电压等效电路 （b）电荷等效电路压电传感器等效原理烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人（二）（二）测量电路测量电路 压电式传感器的前置放大器有两个作用：压电式传感器的前置放大器有两个作用：u把压电式传感器的输出高阻抗变换成低阻抗输出把压电式传感器的输出高阻抗变换成低阻抗输出；u放大压电式传感器输出的弱信号放大压电式传感器输出的

19、弱信号。前置放大器形式：前置放大器形式：u电电压压放放大大器器，其其输输出出电电压压与与输输入入电电压压（传传感感器器的的输输出出电压）成正比；电压）成正比；u电荷放大器电荷放大器，其输出电压与输入电荷成正比。，其输出电压与输入电荷成正比。1 1、电压放大器、电压放大器 AACaCaRaRiCiCcCRUiUSCUSCUa(a)(b)Ua烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人图（图（b）中，等效电阻）中，等效电阻R为为Fm作用力的幅值作用力的幅值压电元件所受作用力压电元件所受作用力C=Cc+Ci而而等效电容

20、为等效电容为若若压压电电元元件件材材料料是是压压电电陶陶瓷瓷，其其压压电电系系数数为为d33，则则在在外外力作用下，压电元件产生的电压值为力作用下，压电元件产生的电压值为 Um电压幅值电压幅值 由图由图(b)可得放大器输入端的电压可得放大器输入端的电压Ui，其复数形式为，其复数形式为烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 2 2、电荷放大器、电荷放大器 电电荷荷放放大大器器是是一一个个具具有有深深度度负负反反馈馈的的高高增增益益放放大大器器，其其基基本本电电路路如如图图。若若放放大大器器的的开开环环增增益益

21、A0足足够够大大，并并且且放放大大器器的的输输入入阻阻抗抗很很高高，则则放放大大器器输输入入端端几几乎乎没没有有分分流流，运算电流仅流入反馈回路运算电流仅流入反馈回路CF与与RF。由图可知。由图可知i的表达式为：的表达式为：A0CaUUSC电荷放大器原理电路图iRaqCFRF烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人（一）压电式加速度传感器（一）压电式加速度传感器（二）压电式压力传感器（二）压电式压力传感器（三）压电式流量计（三）压电式流量计（四）集成压电式传感器（四）集成压电式传感器（五）压电式传感器在自来水

22、管道测漏中的应用（五）压电式传感器在自来水管道测漏中的应用二、压电式传感器的应用二、压电式传感器的应用烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人流量显示1789输出信号换能器换能器接收接收发射发射压电式流量计此此流流量量计计可可测测量量各各种种液液体体的的流流速速，中中压压和和低低压压气气体体的的流流速速，不不受受该该流流体体的的导导电电率率、粘粘度度、密密度度、腐腐蚀蚀性性以以及及成成分分的的影影响响。其其准准确确度度可可达达0.5%，有有的的可可达达到到0.01%。根据发射和接收的相位差随海洋深度深根据发射

23、和接收的相位差随海洋深度深度的变化，测量声速随深度的分布情况度的变化，测量声速随深度的分布情况压电式流量计压电式流量计利利用用超超声声波波在在顺顺流流方方向向和和逆逆流流方方向向的的传传播播速速度度进进行行测测量量。其其测测量量装装置置是是在在管管外外设设置置两两个个相相隔隔一一定定距距离离的的收收发发两两用用压压电电超超声声换换能能器器，每每隔隔一一段段时时间间(如如1/100s)，发发射射和和接接收收互互换换一一次次。在在顺顺流流和和逆逆流流的的情情况况下下，发发射射和和接接收收的的相相位位差差与与流流速速成成正正比比。据据这这个个关关系系，可可精精确确测测定定流流速速。流流速与管道横截面

24、积的乘积等于流量。速与管道横截面积的乘积等于流量。烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人视频播放视频播放 -铅笔制造工艺铅笔制造工艺烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人第三部分：光纤传感器第三部分：光纤传感器光纤与传光原理光强调制光纤传感器相位调制光纤传感器偏振态调制光纤电流传感器烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人基本采用石英玻

25、璃，基本采用石英玻璃，主要由三部分组成主要由三部分组成 中心中心纤芯；纤芯；外层外层包层；包层；护套护套尼龙料。尼龙料。光导纤维的光导纤维的导光能力导光能力取决于纤芯和包层的性质：取决于纤芯和包层的性质：纤芯折射率纤芯折射率n1略大于包层折射率略大于包层折射率n2（n1 n2）。）。1 1、光纤与传光原理、光纤与传光原理u 光纤的结构光纤的结构100 200m100 200m包层包层玻璃纤维玻璃纤维尼龙外层尼龙外层涂敷层涂敷层纤芯纤芯外层直径外层直径1mm1.1 1.1 光纤的结构和分类光纤的结构和分类烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有

26、限，请同学们想一想如何来治疗该病人u光纤的分类(1)按纤芯和包层材料性质分类：玻璃光纤和塑料光纤 (2)按折射率分布分类：阶跃折射率型和梯度折射率型 阶跃型光纤纤芯的折射率不随半径而变；但在纤芯与包层界面处折射率有突变。梯度型光纤纤芯的折射率沿径向由中心向外呈抛物线由大渐小，至界面处与包层折射率一致。因此，这类光纤有聚焦作用；光线传播的轨迹近似于正弦波，如图所示。烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 光光纤纤传传光光原原理理主主要要是是基基于于光光的的全全反反射射。当当光光线线以以不不同同角角度度入入射射

27、到到光光纤纤端端面面时时，在在端端面面发发生生折折射射后后进进入入光纤；光纤；v光光线线在在光光纤纤端端面面入入射射角角 减减小小到到某某一一角角度度 c c时时，光光线全部反射。线全部反射。v只只要要 c c，光光在在纤纤芯芯和和包包层层界界面面上上经经若若干干次次全全反反射向前传播，最后从另一端面射出。射向前传播，最后从另一端面射出。10.1.2 10.1.2 光纤的传光原理光纤的传光原理烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人光纤导光示意图光纤导光示意图光纤导光示意图光纤导光示意图 1 1 0 01 1

28、A AB BC Cn n0 0n n2 2n n1 1d dD D2 2 0 0由斯涅尔（由斯涅尔（Snell）定律）定律：烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人就能产生全反射。就能产生全反射。可见，光纤临界入射角的大小是由光纤本身的性可见，光纤临界入射角的大小是由光纤本身的性质质(n(n1 1、n n2 2)决定的，与光纤的几何尺寸无关决定的，与光纤的几何尺寸无关若满足若满足 即即烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人

29、 光纤传感器除了光导纤维外，还必须有光源和光探测器，另外还有一些光无源器件。n光源：相当于一个信号源，负责信号的发射；n光纤：传输媒质，负责信号的传输；n传感头：感知外界信息，相当于调制器；n光探测器：负责信号转换，将光纤送来的光信号转换成电信号；n信号处理系统：还原外界信息，相当于解调器。n光无源器件1.4 光纤传感器中的元器件光纤传感器中的元器件烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人1.5 光纤传感器的原理光纤传感器的原理 光光纤纤传传感感器器由由光光发发送送器器、敏敏感感元元件件（光光纤纤或或非非光光

30、纤纤的的）、光光接接收收器器、信信号号处处理理系系统统以以及及光光纤纤构构成成，是是一一种种把把被被测测量量的的状状态态转转变变为为可可测测的的光光信信号号的装置。的装置。由由光光发发送送器器发发出出的的光光经经源源光光纤纤引引导导至至敏敏感感元元件件。这这时时，光光的的某某一一性性质质受受到到被被测测量量的的调调制制，已已调调光光经经接接收收光光纤纤耦耦合合到到光光接接收收器器，从从而而使使光光信信号号变变为为电电信信号，最后经信号处理得到所期待的被测量。号，最后经信号处理得到所期待的被测量。烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同

31、学们想一想如何来治疗该病人1.5 光纤传感器的原理光纤传感器的原理 光光纤纤传传感感器器由由光光发发送送器器、敏敏感感元元件件（光光纤纤或或非非光光纤纤的的）、光光接接收收器器、信信号号处处理理系系统统以以及及光光纤纤构构成成，是是一一种种把把被被测测量量的的状状态态转转变变为为可可测测的的光光信信号号的装置。的装置。由由光光发发送送器器发发出出的的光光经经源源光光纤纤引引导导至至敏敏感感元元件件。这这时时，光光的的某某一一性性质质受受到到被被测测量量的的调调制制，已已调调光光经经接接收收光光纤纤耦耦合合到到光光接接收收器器，从从而而使使光光信信号号变变为为电电信信号，最后经信号处理得到所期待

32、的被测量。号，最后经信号处理得到所期待的被测量。烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人1-5光纤传感器的基本结构原理烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人光光 源源信号信号调制调制光纤光纤光纤光纤光探光探测器测器信号信号处理处理外界参量外界参量烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 光纤强度调制传感器的原理图光纤强度调制传感器的原理图

33、烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人p 光纤温度传感器p 光纤速度传感器p 光纤加速度传感器p 光纤浓度传感器p 光纤电流传感器p 光纤流速传感器等 3.按被测物理量分类按被测物理量分类烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人应用应用1：球面光纤液位传感器：球面光纤液位传感器 12(a)探头结构 LEDPD光光由由光光纤纤的的一一端端导导入入,在在球球状状对对折折端端部部一一部部分分光光透透射射出出去去,而而另另一一部部

34、分分光光反反射射回回来来,由由光光纤纤的的另另一一端端导导向向探探测测器器。反反射射光光强强的的大大小小取取决决于于被被测测介介质质的的折折射射率率。被被测测介介质质的的折折射射率率与与光光纤纤折折射射率率越越接接近近,反反射射光光强强度度越越小小。显显然然,传传感感器器处处于于空空气气中中时时比比处处于于液液体体中中时时的的反反射射光光强强要要大大。因因此此,该该传传感感器器可可用用于于液液位位报报警警。若若以以探探头头在在空空气气中中时时的的反反射射光光强强度度为为基基准准，则则当当接接触触水水时时反反射射光光强强变变化化6dB7dB,接接触触油油时变化时变化25dB30dB。(b)检测原

35、理空气液体烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人应用2：数控机床中的应用 -光纤速度传感器烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 与传统加速度传感器相比,光纤加速度传感器不但具有抗电磁干扰的独特优点,而且体积小、质量轻、动态范围宽、准确度高、能在恶劣环境下工作,因此光纤加速度传感器的研究受到高度重视,各种光纤加速度传感器不断涌现。光纤加速传感器则采用光纤传感技术测量质量块的惯性力或位移。优点：优点：烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人视频 -数控机床烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人谢谢！