光纤传感技术实验误差分析

光纤温度传感器实验

通常按光纤在传感器中所起的作用不同，将光纤传感器分成功能型(或 称为传感型)和非功能型(传光型、结构型)两大类。功能型光纤传感器使

用单模光纤，它在传感器中不仅起传导光的作用，而且又是传感器的敏感元 件。但这类传感器的制造上技术难度较大，结构比较复杂，且调试困难。 非功能型光纤传感器中，光纤本身只起传光作用，并不是传感器的敏感 元件。它是利用在光纤端面或在两根光纤中间放置光学材料、机械式或光学 式的敏感元件感受被测物理量的变化，使透射光或反射光强度随之发生变化。 所以这种传感器也叫传输回路型光纤传感器。它的工作原理是：光纤把测量 对象辐射的光信号或测量对象反射、散射的光信号直接传导到光电元件上， 实现对被测物理量的检测。为了得到较大的受光量和传输光的功率，这种传 感器所使用的光纤主要是孔径大的阶跃型多模光纤。光纤传感器的特点是结 构简单、可靠，技术上容易实现，便于推广应用，但灵敏度较低，测量精度 也不高。

本实验仪所用到的光纤温度传感器属于非功能型光纤传感器。

本实验仪重点研究传导型光纤温度传感器的工作原理及其应用电路设 计。在传导型光纤压力传感器中，光纤本身作为信号的传输线，利用压力一 电

光纤传感信息采集与处理实验

一、实验目的

1.了解光纤传感技术传感原理；

2.认知高精度扫描激光查询分析仪，掌握其基本操作流程；

3.利用高精度扫描分析仪保存光栅反射光谱数据，熟悉Matlab处理光谱数据方法。

二、实验设备

1. 高精度扫描激光查询分析仪；2.光纤光栅；3.光纤焊接机；4.光纤切割刀；5. SYG-WK光纤光栅实验温控器。

三、实验内容

了解光纤光栅传感原理，利用实验提供的光纤光栅、高精度扫描分析仪、光栅

温控器等设备，完成温度传感实验及分布式传感网络应变传感实验，通过Matlab软件对高精度扫描分析仪采集光谱数据进行处理，并转换成所测温度/应变物理量。

四、实验原理

光纤传感是20世纪70年代问世的一门新技术，是以光纤作为信息传输介质、以光作为信息载体的一种传感技术。光纤传感的原理：来自光源的光波经过光纤进入调制区受到外场作用，导致描述光波光学特性的待测参量（如光强、波长、频率、相位、偏振态等）变化而成为被调制的信号光，再经光纤传输进入光探测器，经解调器解调后获得被测参量信息，从而推知外场待测量的分布和强度。

本实验利用光纤光栅（Fiber Bragg Grating，FBG）进行传感，当一束宽光谱光经过FBG光纤光

光纤传感技术及其军事应用

王丹阳

（电子工程学院 20123949）

摘要：文章简述了光纤传感技术和光纤传感器在军事上的重要应用状况，以光纤陀螺为例进行了详细说明，最后简述了光纤传感技术在军事上的发展趋势。 关键词：光纤传感技术 光纤传感器 光纤传感网络 光纤陀螺

1.引言

随着传统通信技术的发展和成熟，光通信技术正朝着超高速、大容量通信的方向发展。而光纤传感技术正是伴随着光纤技术和光纤通信技术的发展而发展起来的一种传感技术【1】。

早在 20 世纪60年代中期就出现了第一个关于光纤传感器专利以来，至今几十年，传感技术成为一项令当今世人瞩目的迅猛发展的高新技术之一，也是当代科学技术发展的一个重要标志，它与通信技术和计算机技术构成信息产业的三大支柱。

2.光纤传感技术研发进展 2.1光纤传感技术

随着光纤传感技术的发展，传统的通信用光纤及光纤器件已经无法满足传感技术日益发展的需要，在一定程度上制约了光纤传感技术发展速度【2-3】。因而，世界各国将传感用光纤列为光纤技术领域中的重要研究课题之一。

目前,主要通过5种途径研发传感光纤：①对石英光纤进行某些特殊处理，使之获得传感器所需要的特性，这是早期光纤传感器所需要的光纤。②改变光纤结构

光纤传感技术及其军事应用

王丹阳

（电子工程学院 20123949）

摘要：文章简述了光纤传感技术和光纤传感器在军事上的重要应用状况，以光纤陀螺为例进行了详细说明，最后简述了光纤传感技术在军事上的发展趋势。 关键词：光纤传感技术 光纤传感器 光纤传感网络 光纤陀螺

1.引言

随着传统通信技术的发展和成熟，光通信技术正朝着超高速、大容量通信的方向发展。而光纤传感技术正是伴随着光纤技术和光纤通信技术的发展而发展起来的一种传感技术【1】。

早在 20 世纪60年代中期就出现了第一个关于光纤传感器专利以来，至今几十年，传感技术成为一项令当今世人瞩目的迅猛发展的高新技术之一，也是当代科学技术发展的一个重要标志，它与通信技术和计算机技术构成信息产业的三大支柱。

2.光纤传感技术研发进展 2.1光纤传感技术

随着光纤传感技术的发展，传统的通信用光纤及光纤器件已经无法满足传感技术日益发展的需要，在一定程度上制约了光纤传感技术发展速度【2-3】。因而，世界各国将传感用光纤列为光纤技术领域中的重要研究课题之一。

目前,主要通过5种途径研发传感光纤：①对石英光纤进行某些特殊处理，使之获得传感器所需要的特性，这是早期光纤传感器所需要的光纤。②改变光纤结构

第一章

1.下面哪种常见物品不属于传感器 ( ) A.数码摄像机

B.液晶电视机 C.烟雾报警器

D.红外线感应门

2.下面哪种物品属于光纤传感器 ( ) A.光纤水听器

B.光纤光缆 C.光纤水晶灯

D.激光刀

3.目前，最常用光纤的纤芯和包层构成的材料主要是 ( ) A.多成分玻璃

B.半导体材料

C.石英晶体 D.塑料

4.以下哪种光纤不是根据横截面上折射率的径向分布形式划分的 ( ) A.阶跃型光纤 B.渐变型光纤 C.石英光纤 D.单模光纤 5.以下哪种说法是错误的 （ ）

A.在可见光范围内，大部分媒质的折射率大于1。

密立根油滴实验误差分析

姓名：徐诚 同组人：周郅明 专业：171

【摘要】本文主要讨论了大学物理实验中的密立根油滴实验误差分析。其中主要讲解了MOD-8型密立根油滴实验仪的使用及其实验事项、密立根油滴实验的基本原理，重点介绍密立根油滴实验误差的分析。通过计算公式分析误差，总结误差的几个来源。 【关键词】 密立根误差分析油滴

引言

著名的美国物理学家密立根在1909到1917年做的测量微小油滴上所带电荷的工作，是物理学发展史上具有重要意义的实验。这一实验的设计思想简明巧妙、方法简单，而结论却具有不容置疑的说服力，因此，这一实验堪称物理实验的精华和典范。电荷有两个基本特征：一是遵循守恒定律；二是具有量子性。所谓量子性是说存在正的和负的电荷，一切带电物体的电荷都是基本电荷的整数倍。而在知道这些之前，1834年法拉第通过实验验证了电解定律：等量电荷通过不同电解浓度时，电极上析出物质的量与该物质的化学当量成正比。电解定律解释了电解过程中，形成电流的是正、负离子的运动，这些离子的电荷是基本电荷的整数倍。1897年汤姆逊证明了电荷的存在，幷测量了这种基本粒子的荷质比，然而直接以实验验证电荷量子性并以寻求基本电荷为目的的实验则首推密立根油滴实验。1

透射式位移传感器实验

一、 实验内容

1．按照实验图搭建实验光路

2．用半导体光纤耦合激光器尾纤FC端口连接7mm准直镜，将它安装固定

在1号可调棱镜支架上，打开激光器调节可调棱镜的旋钮，使得准直镜出射的光斑在近远处都可通过可变光阑的中心。

3．采用塑料多模光纤跳线连接2号可调棱镜支架中的7mm准直镜与功率

计探头，固定1号和2号可调棱镜支架之间的距离，调整可调棱镜支架的旋钮使得沿导轨方向移动可调棱镜支架使得功率计示数不发生变化。

4．旋转可调棱镜支架下Y向侧推平移台，观察功率计示数变化并记录位

移量和功率示数，拟合位移-功率曲线图，选择线性最好的那一段可作为实际唯一传感应用。

二、 实验结果

位移/mm 11.474 12.289 14.271 15.544 16.333 16.844 0.185 0.298 0.299 0.201 0.2功率/mw 0.327 17.546 18.256 19.521 20.351 三、 实验分析

97 0.4透射式位移传感曲线0.137 0.113 0.102 0.096

功率/mw0.30.20.100510位移/mm15如图，线性最好的一段（即16-18mm间）可作为实际传感应用。 与传统的位移传感器

。。。

《传感器技术原理与应用》实验报告

学院： 信息工程学院 专业：1 0电子信息工程 班级： 电子2班 姓名：

朱慧娟

学号：

410109060325

2013.4.1

同组成员：

指导教师：

成绩：

刘法伯

董建彬

实验地点： 实验楼301 实验日期：

实验二 光纤传感器的位移特性实验

一、实验目的

1、研究光纤传感器测位移的方法。 2、研究不同反射面对传感器位移的特性。 二、基本原理

本实验采用的是传光型光纤，它有两束光纤混合后，组成Y型光纤，半圆分布及双D分布，一束光纤端部和光源相接发射光束，另一束端部与光电转换器相接接收光束。两束光混合后的端部都是工作端亦称探头，他与被测体相距X，有光源发出的光纤传到端部射出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，二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。 三、实验结果记录

当反射面是光滑时顺测实验数据如表1.1

。。。

当反射面是光滑时逆着测时实验数据如表1.2

当反射面是粗糙时顺测实验数据如表2.1

表2.1 反射面粗糙顺测数据

当反射面是粗糙时逆着测时实验数据如表2.2

。。。

四、实验结果分析

4.1反射面光滑时由实验数据得实验折线图如图1所示。

图1 反射面光滑时实验折线图

由折线图可

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《传感器技术原理与应用》实验报告

学院： 信息工程学院 专业：1 0电子信息工程 班级： 电子2班 姓名：

朱慧娟

学号：

410109060325

2013.4.1

同组成员：

指导教师：

成绩：

刘法伯

董建彬

实验地点： 实验楼301 实验日期：

实验二 光纤传感器的位移特性实验

一、实验目的

1、研究光纤传感器测位移的方法。 2、研究不同反射面对传感器位移的特性。 二、基本原理

本实验采用的是传光型光纤，它有两束光纤混合后，组成Y型光纤，半圆分布及双D分布，一束光纤端部和光源相接发射光束，另一束端部与光电转换器相接接收光束。两束光混合后的端部都是工作端亦称探头，他与被测体相距X，有光源发出的光纤传到端部射出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，二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。 三、实验结果记录

当反射面是光滑时顺测实验数据如表1.1

。。。

当反射面是光滑时逆着测时实验数据如表1.2

当反射面是粗糙时顺测实验数据如表2.1

表2.1 反射面粗糙顺测数据

当反射面是粗糙时逆着测时实验数据如表2.2

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四、实验结果分析

4.1反射面光滑时由实验数据得实验折线图如图1所示。

图1 反射面光滑时实验折线图

由折线图可

光电子 激光

第19卷第2期　2008年2月　　　　　　JournalofOptoelectronics Vol.19No.2　Feb.2008Laser　　　　　　　　

光纤陀螺漂移误差动态Allan方差分析

李　颖3,陈兴林,宋申民

(哈尔滨工业大学航天学院,黑龙江哈尔滨150001)

3

3

摘要:提出采用动态Allan方差(DAVar,DynamicAllanvariance),析了引起光纤陀螺漂移误差的随机噪声种类及其来源和特性机漂移的系数,进行研究的有效方法。

关键词:光纤陀螺;();;:100520086(2008)0220183204

varianceanalysisforthedrifterroroffiberopticalgyroscope

LIYing3,CHENXing2lin,SONGShen2min

(SchoolofAstronautics,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China)

Abstract:Thedrifterroristhemainfactorthataffecttheprecisionoffiberopticgyroscope(FOG).Allanvariancemet