光强调制型光纤位移传感器实验报告

"光纤传感器在测量实验中的应用，主要涉及光强调制型光纤位移传感器的原理、输出特性、实验操作及数据分析。" 光纤传感器是一种利用光纤传输光信号并将其转换为其他物理量的测量工具。在本实验中，具体讨论的是光强调制型光纤位移传感器，它主要用于检测物体表面的位移变化。这种传感器的工作原理基于反射光强的变化，当被测物体表面（反射面）与光纤端面之间的距离改变时，反射回光纤的光强会随之变化，进而通过检测光强的变化来确定位移。 实验的主要目的是让学生了解光纤位移传感器的工作机制，熟悉其输出特性，并掌握与之相关的技术，如MATLAB的数据拟合和放大器的使用。实验设备包括位移标定架、简易光纤位移传感器硬件系统、万用表和直流稳压电源等。 实验原理部分指出，光纤仅作为光的传输介质，不参与信号转换。光源通常采用红外LED，而光敏元件为光敏三极管。实验中，光纤探头与标定架上的反射面形成反射光路，通过螺旋测微器调整反射面与探头的距离，从而改变光强。传感器的输出特性显示，随着探头与实验面的距离D增大，输出电压V（光通量）先增后减，实验通常选择在灵敏度较低的区域进行，以减少测量误差。 实验步骤详细列出了如何设置和操作设备，包括固定光纤探头、连接电源、调整电压、设置初始距离、开启硬件系统、连接万用表进行读数记录，以及确保数据的准确性和重复性。在整个实验过程中，学生需要记录多组数据，以便后续进行数据分析和理解光纤位移传感器的输出特性。 通过这样的实验，学生不仅能够掌握光纤传感器的基本工作原理，还能提高实际操作技能，深化对传感器静态性能指标如灵敏度、线性度等的理解。同时，实验也锻炼了学生使用MATLAB进行数据处理和拟合的能力，这对于未来在IT领域尤其是信号处理和数据分析方面的工作大有裨益。