透射式光纤位移传感器实验原理

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

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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

实验三 光纤位移传感器特性实验的数据处理

一、实验目的：编程计算光纤位移传感器静态特性各校准点的测量结果，对传感器标定，

并分析该传感器的误差。

二、基本原理：

1.拟合回归直线。光纤位移传感器输出电压V（或y）与被测位移x大致成线性关系，基于重复试验数据各校准点的平均值，采用一元线性回归分析方法， 找出两者之间的经验公式，即得到拟合的回归直线。

2．回归方程的方差分析。将N个试验点、每个试验点都重复m次试验所得y观测值的总的离差平方和S分解得到回归平方和U、误差平方和Q和失拟平方和Q。总的离差平方和S

LE表示观测值之间的差异（称变差），回归平方和U反映在y总的变差中由于x和y 的线性关系而引起y变化的部分，误差平方和Q反映试验误差，失拟平方和Q反映非线性及其他未

EL

加控制因素的影响（通常称为模型误差）。各种平方和及其相应的自由度可按下式计算：

S?U?QL?QE，?S??U??L??E (1)

S???(yti?y)，?S?Nm?1 (2)

t?1i?1NNm2?t?y)，?U?1 (3) U?m?(yt?12QE???(yt

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

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角位移传感器原理 带你了解角位移传感器基本原理

导语：今天我们又一次提到了传感器，相信大家对这个词已经不再陌生了吧？在这里，装修界小编再给大家讲一下，关于传感器的相关知识，传感器呢是一种可以将被测物体转换为一种我们可以读取的特殊信号的物体，其实传感器它的真正意义在于它让物体变的拟人化，使

它成为了一种有视觉的物体。那么，角位移传感器又是什么呢？下面就让我们一起来了解一

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下它以及它的基本工作原理吧。角位移传感器的概念：角位移传感器是把对角度测量转换成其他物理量的测量，它采用非接触式专利设计，与同步分析器和电位计等其它传统的角位移测量仪相比，有效地提高了长期可靠性。角位移传感器原理：是位移传感器的一种型号，采用非接触式专利设计，与同步分析器和电位计等其它传统的角位移测量仪相比，有效地提高了长期可靠性。它的设计独特，在不使用诸如滑环、叶片、接触式游标、电刷等易磨损的活动部件的前提下仍可保

实验二 电涡流传感器的位移特性实验

一、实验目的

了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。 了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。 二、实验仪器

电涡流传感器、铁圆盘、电涡流传感器模块、测微头、直流稳压电源、数显直流电压表、铜和铝的被测体圆盘。 三、实验原理

通过高频电流的线圈产生磁场，当有导电体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。

涡流效应与金属导体本身的电阻率和磁导率有关，因此不同的材料就会有不同的性能。在实际应用中，由于被测体的材料、形状和大小不同会导致被测体上涡流效应的不充分，会减弱甚至不产生涡流效应，因此影响电涡流传感器的静态特性，所以在实际测量中，往往必须针对具体的被测体进行静态特性标定。 四、实验内容与步骤

1．按图2-1安装电涡流传感器。

图2-1传感器安装示意图

2．在测微头端部装上铁质金属圆盘，作为电涡流传感器的被测体。调节测微头，使铁质金属圆盘的平面贴到电涡流传感器的探测端，固定测微头。

图2-2 电涡流传感器接线示意图

3．传感器连接按图2-2，将电涡流传感器连接线接到模块上标有“

”的两端，

实验模块输出端Uo与直流电压表输入端Ui相接。直流电压表量

辽宁科技学院 电信学院实验中心

实验1电阻应变式传感器实验

实验项目编码： 实验项目时数：2

实验项目类型：综合性（） 设计性（√） 一、实验目的

1．在《传感器技术》课程中，电阻应变式传感器是教学中的重点内容之一。通过本实验，了解半桥和全桥回路在电阻应变式传感器中的应用；熟悉应变片在受拉或受压时的特性；掌握桥式放大器在应变片输出信号中的应用。

验证性（）

二、实验内容及基本原理

（一）实验内容

本实验以金属箔式应变片为研究对象，通过设计不同的测量放大电路，来深入了解应变式传感器的原理以及特性。

（二）基本原理

电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成，是一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。

此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。

1．应变片的电阻应变效应

所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。

以圆柱形导体为例：设其长为：L、半径为r、材料的电阻率为

实验二 电涡流传感器的位移特性实验

一、实验目的

了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。 了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。 二、实验仪器

电涡流传感器、铁圆盘、电涡流传感器模块、测微头、直流稳压电源、数显直流电压表、铜和铝的被测体圆盘。 三、实验原理

通过高频电流的线圈产生磁场，当有导电体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。

涡流效应与金属导体本身的电阻率和磁导率有关，因此不同的材料就会有不同的性能。在实际应用中，由于被测体的材料、形状和大小不同会导致被测体上涡流效应的不充分，会减弱甚至不产生涡流效应，因此影响电涡流传感器的静态特性，所以在实际测量中，往往必须针对具体的被测体进行静态特性标定。 四、实验内容与步骤

1．按图2-1安装电涡流传感器。

图2-1传感器安装示意图

2．在测微头端部装上铁质金属圆盘，作为电涡流传感器的被测体。调节测微头，使铁质金属圆盘的平面贴到电涡流传感器的探测端，固定测微头。

图2-2 电涡流传感器接线示意图

3．传感器连接按图2-2，将电涡流传感器连接线接到模块上标有“

”的两端，

实验模块输出端Uo与直流电压表输入端Ui相接。直流电压表量

《传感器原理及应用》试卷四

适用班级：（电子071 ，072，073，074，075） 题号 得分 一 二 三 四 五 六 总分 核分人 得分 评卷人

一、填空题：（共20空，每空1分，共20分）

1、传感器一般由 、 、 测量电路和辅助电源四个部分组成。

2、气敏电阻传感器是利用半导体对气体的__________作用而使其__________发生变化的现象来检测气体的成分和浓度。气敏电阻传感器通常由 、 和封装体等三部分组成。

3、为减少电容式传感器在使用中存在的______________，可以在结构上加保护电极，但要求保护电极和被保护电极要为______________。

4、变隙式电感式传感器与螺线管式电感式传感器都可以用来测位移， _____________线性范围大，______________测量灵敏度高。

5、霍尔片越厚其霍尔灵敏度系数越__________（大或小），霍尔灵敏度系数的含义是指____________________________________________。 6、热电偶产生的热电势一般由