光纤传感器的位移特性精编版.docx

光纤传感器的位移特性实验报告一、实验目的了解光纤位移传感器的工作原理和性能。二、基本原理本实验采用的是传光型光纤，它由两束光纤混合后，组成Y 型光纤，半园分布即双 D型一束光纤端部与光源相接发射光束， 另一束端部与光电转换器相接接收光束。 两光束混合后的端部是工作端亦称探头，它与被测体相距 X，由光源发出的光纤传到端部出射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， 而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、需用器件与单元光纤传感器、光纤传感器实验模板、 数显单元、测微头、直流源、反射面。四、实验步骤1、根据图 1-6 安装光纤位移传感器，二束光纤插入实验板上的座孔上。其内部已和发光管 D及光电转换管 T 相接。图 1-6 光纤传感器安装示意图12、将光纤实验模板输出端VO1与数显单元相连，见图1-7 。图 1-7 光纤传感器位移实验接线图2、调节测微头，使探头与反射面圆平板接触。3、实验模板接入± 15V 电源，合上主控箱电源开关，调RW、使数显表显示为零。4、旋转测微头，被测体离开探头，每隔0.1mm读出数显表值，将其填入表 1-4。表 1-4 光纤位移传感器输出电压与位移数据X （ mm）V(v)5、根据表 91 数据，作光纤位移传感器的位移特性，计算在量程 1mm时灵敏度和非线性误差。五、实验数据处理1、实验数据：X(mm)0.000.100.200.300.400.500.600.700.800.90V （v）0.000.080.190.320.450.590.760.921.131.27X(mm)1.001.101.201.301.401.501.601.701.801.90V （v）1.391.501.591.651.701.781.841.881.911.912X(mm)2.002.102.202.302.402.502.602.702.802.90V （v）1.931.941.961.951.901.891.871.871.791.74X(mm)3.003.103.203.303.403.503.603.703.803.90V （v）1.731.701.681.651.541.501.481.461.421.34X(mm)4.004.104.204.304.404.504.604.704.804.90V （v）1.291.271.261.231.131.121.101.081.101.112、光纤传感器位移与输出电压特性曲线：)v(压电 2.50 2.001.501.000.500.000000002468.00000位移与输出电压特性曲线000000000000024680246802.1111122222330000000046802468.33344444位移 (mm)3、1mm时的灵敏度与非线性误差：3)v1mm光纤传感器拟合曲线(压电 1.60 1.401.201.000.80y = 0.1458x - 0.22950.60R2= 0.99160.400.200.000.000.100.200.300.400.500.600.700.800.901.00-0.20位移 (mm)用最小二乘法拟合的直线为：灵敏度为 0.1458V/mm在 0.45mm处取最大相对误差为： 0.07V非线性误差为：六、思考题光纤位移传感器测位移时对被测体的表面有些什么要求？答：表面要干净没有污点，而且光洁度要好；再因为一定要可以反射光，因此一定不能出现黑色表面的情况。4