反射式光纤位移传感器工作原理与实验

"实验五六反射式光纤位移传感器实验(1).docx" 实验五六涉及到的是反射式光纤位移传感器的实践操作，旨在让学生理解和掌握这种传感器的构造、工作原理及其应用。反射式光纤位移传感器因其高精度、简单结构和成本效益，在多种位移、压力和温度测量中得到广泛应用。 该传感器的核心原理基于反射强度调制。其基本结构包括发射光纤和接收光纤，两者在一端熔合形成Y型光纤。发射光纤一端连接光源，将光束导向被测物体；接收光纤则连接光电转换器，接收反射回来的光并将其转化为电信号。传感器的传感探头呈D型结构，由两根光纤的熔接端面构成，以便最大化接收反射光。 分析传感器的工作过程，可以采用等效分析法。首先假设接收光纤在反射体的镜像位置，计算出在这个位置接收到的光强，再乘以反射体的反射率R，得到最终的输出光强。这个光强与光纤间的距离z和两光纤轴心的距离d有关系，通过公式表示，其中包含光源光强、光纤折射率参数、纤芯半径、光源耦合参数和最大出射角等因素。 实验中需要用到的主要设备有光纤传感实验仪主机、Y型光纤传感器和三维调节架。实验步骤包括安装传感器，使发射光纤与LED孔对接，接收光纤与PIN孔对接，调整Y形光纤耦合器的探头与三维微调架上的反射镜对齐，并接触。然后逐步改变光纤与反射镜的距离，记录不同间距下的输出电压，形成一个完整的数据集，以便分析位移与电压输出的关系。 通过这样的实验，学生能够直观地理解反射式光纤位移传感器的工作机制，并学会如何进行实际操作和数据分析，从而提升其在光纤传感技术方面的理论与实践能力。