反射式光纤位移传感系统《专业综合训练》报告

光纤位移传感器实验报告光纤位移传感器实验报告引言：光纤位移传感器是一种利用光纤的光学特性来测量物体位移的装置。

它具有高精度、快速响应和抗干扰能力强等优点，因此在工业领域得到了广泛应用。

本实验旨在通过构建光纤位移传感器，验证其原理，并探究其在位移测量中的应用。

一、光纤位移传感器的原理光纤位移传感器的原理基于光纤的折射和反射特性。

当光线从一种介质射入另一种介质时，会发生折射现象。

光纤中的光线也会发生折射，而光纤的折射率与周围介质的折射率不同，因此光线在光纤中的传播路径会发生改变。

当光纤发生位移时，光线的传播路径也会发生变化，这种变化可以通过光纤末端的接收器接收到，并转化为电信号。

二、实验装置和步骤1. 实验装置：本实验采用的光纤位移传感器实验装置包括激光器、光纤、光纤末端接收器和信号处理器。

2. 实验步骤：(1) 将激光器与光纤连接，确保激光器正常工作。

(2) 将光纤固定在待测物体上，并将光纤末端接收器连接到信号处理器。

(3) 调整光纤的位置，使其与待测物体之间保持一定距离，并记录下此时的初始位移值。

(4) 移动待测物体，观察光纤位移传感器的输出信号，并记录下相应的位移值。

(5) 根据实验数据，分析光纤位移传感器的测量精度和稳定性。

三、实验结果与分析通过实验观察和数据记录，我们得到了一系列位移值。

根据这些数据，我们可以进行如下分析：1. 测量精度：光纤位移传感器的测量精度主要受到光纤的长度和接收器的灵敏度等因素的影响。

在本实验中，我们可以通过调整光纤的位置和待测物体的位移来探究测量精度的变化。

实验结果显示，光纤位移传感器的测量精度较高，能够准确地测量出待测物体的微小位移。

2. 稳定性：光纤位移传感器的稳定性是指在长时间使用过程中，测量结果是否能够保持一致。

在本实验中，我们进行了长时间的位移测量，并观察了光纤位移传感器的输出信号。

实验结果显示，光纤位移传感器具有较好的稳定性，测量结果在一定范围内保持一致。

一、实验目的1. 了解光纤传感的基本原理和特点。

2. 掌握光纤传感器的实验操作方法和数据采集技巧。

3. 分析光纤传感器在实际应用中的性能和适用范围。

二、实验原理光纤传感器是一种基于光波导原理的传感器，利用光纤传输光信号，实现对被测量的物理量的检测。

光纤传感器具有体积小、重量轻、抗电磁干扰、防腐性好、灵敏度高等优点，广泛应用于压力、应变、温度、位移等物理量的测量。

本实验主要涉及以下几种光纤传感器：1. 光纤光栅传感器：利用光纤光栅对光波波长进行调制，实现对温度、应变等物理量的测量。

2. 光纤干涉传感器：利用光纤干涉原理，实现对位移、振动等物理量的测量。

3. 光纤激光传感器：利用光纤激光器发出的激光，实现对物体表面缺陷、气体浓度等物理量的测量。

三、实验仪器与材料1. 光纤传感实验仪2. 激光器及电源3. 光纤夹具4. 光纤剥线钳5. 宝石刀6. 激光功率计7. 五位调整架8. 显微镜9. 显示器四、实验步骤1. 光纤光栅传感器实验（1）搭建实验装置，连接光纤传感实验仪和激光器。

（2）调整实验参数，包括光栅长度、温度等。

（3）采集光纤光栅传感器的输出信号，分析光栅对光波波长的影响。

2. 光纤干涉传感器实验（1）搭建实验装置，连接光纤传感实验仪和光纤干涉仪。

（2）调整实验参数，包括干涉仪的间距、光程差等。

（3）采集光纤干涉传感器的输出信号，分析干涉条纹的变化规律。

3. 光纤激光传感器实验（1）搭建实验装置，连接光纤传感实验仪和光纤激光器。

（2）调整实验参数，包括激光功率、检测距离等。

（3）采集光纤激光传感器的输出信号，分析激光光束的传播特性。

五、实验结果与分析1. 光纤光栅传感器实验结果实验结果显示，随着温度的升高，光纤光栅传感器的反射光谱发生红移，反射光谱峰值波长随温度的变化率与光栅的折射率调制周期成正比。

这说明光纤光栅传感器可以实现对温度的精确测量。

2. 光纤干涉传感器实验结果实验结果显示，随着干涉仪间距的增加，干涉条纹的间距增大，条纹数减少。

一、实验目的1. 理解光纤位移传感器的原理和结构。

2. 掌握光纤位移传感器的操作方法和数据处理技巧。

3. 通过实验验证光纤位移传感器的测量精度和稳定性。

二、实验原理光纤位移传感器是利用光纤的传输特性，将光信号作为信息载体，通过测量光信号的强度、相位、频率或偏振态等变化，实现对位移的测量。

本实验采用的光纤位移传感器为反射式光纤位移传感器，其工作原理如下：1. 激光光源发出的光经光纤传输到传感器探头。

2. 光探头将光束照射到被测物体表面，部分光被反射回来。

3. 反射光经光纤传输至光电转换器，将光信号转换为电信号。

4. 通过分析电信号的变化，可以计算出被测物体的位移。

三、实验仪器与设备1. 光纤位移传感器一套2. 激光光源一台3. 光电转换器一台4. 测微头一台5. 数显电压表一台6. 光功率计一台7. 光纤连接器若干8. 反射面一块9. 实验台一个四、实验步骤1. 搭建实验装置：将光纤位移传感器、激光光源、光电转换器等设备连接好，确保各部件连接牢固，信号传输畅通。

2. 调整激光光源：调节激光光源的输出功率，确保光信号强度适中。

3. 设置测微头：将测微头与被测物体固定，确保测微头能够精确测量被测物体的位移。

4. 调整光纤探头：将光纤探头放置在测微头前端，确保光纤探头与被测物体表面紧密接触。

5. 数据采集：启动实验设备，观察数显电压表和光功率计的读数，记录被测物体的位移和相应的电信号变化。

6. 数据处理：根据实验数据，分析光纤位移传感器的测量精度和稳定性。

五、实验结果与分析1. 测量精度：通过多次实验，分析光纤位移传感器的测量精度。

实验结果表明，光纤位移传感器的测量精度较高，能够满足实际应用需求。

2. 稳定性：观察光纤位移传感器的输出信号，分析其稳定性。

实验结果表明，光纤位移传感器的输出信号稳定，具有良好的重复性。

3. 影响因素：分析实验过程中可能影响测量结果的因素，如光纤连接质量、环境温度等。

六、实验结论1. 光纤位移传感器是一种可靠的位移测量工具，具有测量精度高、稳定性好、抗干扰能力强等优点。

光纤位移传感器静态实验报告传感器实验报告--光纤传感器静态实验北京XXX大学实验报告课程（项目）名称：实验四光纤传感器静态实验学院：自动化专业：自动化班级：学号：姓名：成绩：2013年12月10日一、任务与目的了解光纤位移传感器的原理结构、性能。

二、原理（条件）反射式光纤位移传感器的光纤采用Y型结构，两束多膜光纤一端合并组成光纤探头，另一端分为两束，分别作为光源光纤和接收光纤，光纤只起传输信号的作用，当光发射器发出的红外光，经光源光纤照射至反射面，被反射的光经接收光纤至光电转换器将接受到的光纤转换为电信号。

其输出的光强决定于反射体距光纤探头的距离，通过对光强的检测而得到的位移量。

三、内容与步骤(1)观察光纤位移传感器结构，它由两束光纤混合后，组成Y形光纤，探头固定在Z型安装架上，外表为螺丝的端面为半圆分布；(2) 了解振动台在实验仪上的位置（实验仪台面上右边的圆盘，在振动台上贴有反射纸作为光的反射面。

）(3) 如图３１接线：因光/电转换器内部已按装好，所以可将电信号直接经差动放大器放大。

F/V显示表的切换开关置2V档，开启主、副电源。

图３１(4) 旋转测微头，使光纤探头与振动台面接触，调节差动放大器增益最大，调节差动放大器零位旋钮使电压表读数尽量为零，旋转测微头使贴有反射纸的被测体慢慢离开探头，观察电压读数由小—大—小的变化。

（5）旋转测微头使F/V电压表指示重新回零；旋转测微头，每隔0.5mm读出电压表的读数，并将其填入表格中。

(6)关闭主、副电源，把所有旋钮复原到初始位置。

(7) 作出V-ΔX曲线，计算灵敏度S=ΔV／ΔX及线性范围。

四、数据处理（现象分析）旋转测微头使贴有反射纸的被测体慢慢离开探头时，电压读数的变化见下表：作出V-ΔX曲线：由图表可知当旋转测微头使贴有反射纸的被测体慢慢离开探头时在距离0.5到2.5mm区间和6.5mm到9.5mm区间的线性度较好，经计算，0.5到2.(转载于: 写论文网:光纤位移传感器静态实验报告)5mm区间的灵敏度S=0.831V/mm，6.5mm到9.5mm区间的灵敏度S=0.147V/mm。

仪器与电子学院实验报告（操作性实验）班级： 学号： 学生姓名：实验题目：反射式光纤位移传感器特性实验一、实验目的1）掌握反射光纤位移传感器工作原理； 2）掌握反射光纤位移传感器静态特性标定方法。

二、实验仪器及器件光纤、光电转换器、光电变换器、电压表、支架、反射片、测微仪。

三、实验内容及原理反射式光纤位移传感器的工作原理如图3所示，光纤采用Y 型结构，两束多模光纤一端合并组成光纤探头，另一端分为两束，分别作为接收光纤和光源光纤，光纤只起传输信号的作用。

当光发射器发生的红外光，经光源光纤照射至反射体，被反射的光经接收光纤至光电转换元件将接收到的光信号转换为电信号。

其输出的光强决定于反射体距光纤探头的距离，通过对光强的检测而得到位移量。

图1 反射式光纤位移传感器原理及输出特性曲线四、实验步骤1、观察光纤结构：本仪器中光纤探头为半圆型结构，由数百根光导纤维组成，一半为光源光纤，一半为接收光纤。

2、将原装电涡流线圈支架上的电涡流线圈取下，装上光纤探头，探头对准镀铬反射片(即电涡流片)。

3、振动台上装上测微仪，开启电源，光电变换器Vo端接电压表。

旋动测微仪，带动振动平台，使光纤探头端面紧贴反射镜面，此时Vo输出为最小。

然后旋动测微仪，使反射镜面离开探头，每隔0.5mm取一Vo电压值填入下表，作出V—X曲线。

4、根据所测数据求出平均值后，在坐标纸上画出输出电压-位移特性曲线（分前坡和后坡），计算灵敏度S=，并在坐标纸上画出V—X关系线性、灵敏度、重复性、迟滞曲线。

五、实验测试数据表格记录表1六、实验数据分析及处理1、线性度：图2 线性曲线由于线性方程误差较大，又生成了多项式方程表2%46.119.21.00955max 1=-=∆=FS y e2、灵敏度:1314.0S =∆3、重复性：图3表3重复性误差重复性%28.219.205.0max ==∆=FS R y e4、迟滞表4迟滞%28.219.205.0e max ==∆=FS t y六、实验结论与感悟1、实验结论 灵敏度为1314.0S =∆ 非线性误差为%46.119.21.00955max 1=-=∆=FS y e重复性为%28.219.205.0max ==∆=FS R y e迟滞为%28.219.205.0e max ==∆=FS t y2、通过本次实验，我掌握了光纤传感器的基本工作原理及其静态标定方法。

光纤位移传感器实验报告光纤位移传感器实验报告引言光纤位移传感器是一种基于光纤传输原理的高精度测量设备，广泛应用于机械、航空航天、电子等领域。

本实验旨在通过搭建光纤位移传感器实验装置，探究其原理和性能，并对其进行实际应用测试。

一、实验装置搭建实验装置主要由光源、光纤传输线、光纤接收器和信号处理器组成。

首先，将光源连接到光纤传输线的一端，然后将另一端连接到光纤接收器。

在实验过程中，需要保证光纤传输线的稳定性和光源的亮度。

信号处理器用于接收光纤传输线传输过来的信号，并将其转化为位移数值。

二、原理分析光纤位移传感器的工作原理基于光的传输特性。

光纤传感器通过测量光纤中的光信号的强度变化来确定位移的大小。

当物体发生位移时，光纤中的光信号会受到干扰，从而导致光强度的变化。

通过测量光强度的变化，可以计算出位移的数值。

三、性能测试1. 精度测试为了测试光纤位移传感器的精度，我们将其与一个标准测量仪器进行对比。

首先，我们将标准测量仪器测量得到的位移数值作为参考值，然后使用光纤位移传感器进行测量。

通过对比两者的测量结果，可以评估光纤位移传感器的精度。

2. 灵敏度测试光纤位移传感器的灵敏度是指其对位移变化的响应能力。

我们可以通过改变物体的位移大小，然后观察光纤位移传感器的输出值来测试其灵敏度。

在实验中，我们可以逐渐增加物体的位移，然后记录下光纤位移传感器的输出值。

通过分析数据，可以得出光纤位移传感器的灵敏度。

3. 稳定性测试光纤位移传感器的稳定性是指其在长时间使用过程中的性能表现。

为了测试稳定性，我们可以将光纤位移传感器连接到一个振动平台上，然后进行长时间的振动测试。

通过观察光纤位移传感器的输出值，可以评估其在振动环境下的稳定性。

四、实际应用光纤位移传感器在实际应用中具有广泛的用途。

例如，在机械领域，光纤位移传感器可以用于测量机械零件的位移，以确保其工作正常。

在航空航天领域，光纤位移传感器可以用于测量飞机结构的变形，以确保飞机的安全性。

反射式光纤位移传感器实验报告一、实验内容1、按照光路图搭建各类光学元件2、用螺丝固定两侧推平移平台，侧推平移台装在滑块上，然后采用FC=FC对接法兰连接半导体激光输出接口与塑料反射式传感光纤，塑料反射式光鲜FC端口与功率计感应端口通过光纤法兰座固定。

3、塑料反射式传感光纤螺纹端夹持固定可调棱镜支架中，并调节可调棱镜支架的调节旋钮使出射的光路与导轨平行。

4、调节反射镜与反射式光纤跳线之间距离，使得反射端紧贴反射镜，调节旋钮使得反射光与入射光重合达到反射镜与光路垂直，直到显示的功率接近0值。

5、固定反射镜与可调棱镜的位置，旋转沿光轴方向（导轨方向）xuan转侧推平移台尺杆，使反射镜远离光纤发光端，并记录位移-功率值数据并绘制实验图，在曲线图中线性最好的那一段可作为实际位移传感器应用。

二、实验结果三、实验分析如图，线性较好的第一段（即位移在0-0.3mm间）满足线性化，可作为实际位移传感应用。

反射式光纤位移传感器是一种传输型光纤传感器。

光从光源耦合到光源光纤，通过光纤传输，射向反射片，再被反射到接收光纤，最后由光电转换器接收，转换器接受到的光源与反射体表面性质、反射体到光纤探头距离有关。

当反射表面位置确定后，接收到的反射光光强随光纤探头到反射体的距离的变化而变化。

显然，当光纤探头紧贴反射片时，接收器接收到的光强为零。

随着光纤探头离反射面距离的增加，接收到的光强逐渐增加，到达最大值点后又随两者的距离增加而减小。

反射式光纤位移传感器是一种非接触式测量，具有探头小，响应速度快，测量线性化（在小位移范围内）等优点，可在小位移范围内进行高速位移检测。

第1篇一、实验背景随着科技的飞速发展，我国在各个领域都取得了显著的成果。

为了培养学生的实践能力和创新精神，提高学生的综合素质，本实验旨在通过对专业知识的综合运用，使学生能够将理论知识与实际操作相结合，提升学生的动手能力和团队协作能力。

二、实验目的1. 熟练掌握专业理论知识，提高学生的专业素养。

2. 培养学生的实践操作能力，提高学生的动手能力。

3. 增强学生的团队协作意识，提高学生的沟通能力。

4. 激发学生的创新思维，培养学生的创新精神。

三、实验内容本次实验内容分为以下几个部分：1. 理论基础学习：通过对专业教材、论文、网络资源等的学习，使学生掌握专业基础知识。

2. 实验设计与实施：根据实验目的，设计实验方案，并进行实验操作。

3. 数据采集与分析：对实验过程中获得的数据进行整理、分析，得出实验结论。

4. 实验报告撰写：根据实验过程和结果，撰写实验报告。

四、实验过程1. 实验准备阶段：（1）查阅相关资料，了解实验背景和目的。

（2）根据实验内容，制定实验方案。

（3）准备实验所需的仪器、设备、材料等。

2. 实验实施阶段：（1）按照实验方案，进行实验操作。

（2）记录实验过程中的数据，包括实验参数、实验结果等。

（3）对实验过程中遇到的问题进行分析，及时调整实验方案。

3. 实验结束阶段：（1）整理实验数据，进行数据分析和处理。

（2）撰写实验报告，总结实验过程和结果。

五、实验结果与分析1. 实验结果：（1）根据实验方案，成功完成了实验操作。

（2）获得了实验数据，为后续分析和处理提供了依据。

2. 数据分析：（1）对实验数据进行分析，得出实验结论。

（2）根据实验结果，对实验方案进行优化。

六、实验总结1. 实验收获：（1）掌握了专业理论知识，提高了专业素养。

（2）培养了实践操作能力，提高了动手能力。

（3）增强了团队协作意识，提高了沟通能力。

（4）激发了创新思维，培养了创新精神。

2. 实验不足：（1）实验过程中存在一定的问题，需要进一步改进。

实验一光纤纤端光场分布的测试随着光纤通信技术的发展，派生出了光纤传感技术，并且取得了快速的发展，光纤传感器已经在民用工程、航空航天和国防等领域得到了广泛的应用。

就外部调制型光纤传感器而言，如反射接收型、直接入射型和光闸型等，一般由入射光源光纤、调制器件以及接收光纤组成。

其中接收光纤所收集到的光强随外界物理扰动而变化，其光强响应特性曲线是这类传感器的设计依据，大多与光纤出射的光场相关。

因此，光纤出射光场的场强分布对于这类传感器的分析和设计至关重要，光纤纤端光场的分布是反射式光纤传感实验的基础。

通过纤端光场分布的测量可以给使用者以直观的印象，并且对光纤传光特性有一定的定性和定量的掌握；同时，它的测量涉及到光纤传感器的设计、使用方法等基本问题，具有重要意义。

一、预习重点(1) 光纤无源器件的结构组成与操作；(2) 光纤的传光特性、光纤传输的模式理论。

二、光纤纤端光场径向分布和轴向分布的测试(一) 实验目的1. 了解“光纤传感实验仪”的基本构造和原理，熟悉其各个部件、学习和掌握其正确使用方法；2. 定性了解光纤纤端光场的分布，掌握其测量方法、步骤及计算方法；3. 测量一种光纤的纤端光场分布，绘出纤端光场分布图。

(二) 实验仪器图1 光纤传感实验仪示意图光纤传感实验仪主机(如图1所示)、接收光纤(如图2所示)、发射光纤(如图3所示)、准三维调节架(如图4所示)。

LED －光源输出插座；PIN －光探测器输入插座；AUTO －自动步进键；PRO －编程控制键；UP 、DOWN －配合PRO 设定输出电流上下限；SET －设置键；UL 、DL 、mA 、mV 、μW －仪器显示状态指示灯。

图2 反射接收光纤组件图3 发射接收光纤组件图4 二维调整架(三) 实验原理按照光纤传输的模式理论，在光纤中光功率按模式分布。

叠加后的光纤纤端光场场强沿径向分布可近似由高斯型函数描写，称其为准高斯分布。

另外沿光纤传输的光可以近似看作平面波，此平面波在纤端出射时，可等价为平面波场垂直入射到步透明屏的圆孔表明上，形成圆孔衍射，实际情况接近于两者的某种混合。

光纤位移/压力传感特性的研究摘要：本实验主要研究LED 光源的I-P 特性，光纤纤端光场的径向分布，光纤纤端光场的轴向分布，反射式光纤位移传感，以及微弯式光纤位移传感的特性。

关键词：光纤 I-P 特性 光场分布 位移传感引言：近年来，光纤传输由于其宽频带，低消耗，重量轻，抗干扰能力强，保真度高等优点而被广泛应用于医学，装饰，汽车，船舶等诸多领域。

本实验采用控制变量的方法，定量研究光纤纤端光场的径向、轴向分布，以及反射式、微弯式光纤的位移传感特性，从而让学生更好地掌握光纤的传输特性和应用方式。

实验原理 • 原理 1、 透射调制对于多模光纤，光纤端出射光场的场强分布由下式决定(,)23/222(/)1tan 002•exp 23/222(/)1tan 00I r z Z a a c r Z a a c πζσθζσθΦ=⎡⎤+⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎡⎤+⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦式中，0I 为由光源耦合进入发送光纤中的光强，(,)r z Φ为纤端光场中位置(,)r Z 处的光通量密度，σ为一表征光纤折射率分布的相关参数，对于阶跃光纤，1σ=，0a 为光纤芯半径，ζ为与光源种类、光源跟光纤耦合情况有关的调制参数，c θ为光纤的最大出射角。

如果将同种光纤置于发送光纤纤端出射光场中作为探测接收器时，所接收到的光强可表示为20(,)(,)exp 22()()Ir I r z r z ds ds z z s s πωω⎡⎤⎢⎥=Φ=⎰⎰⎰⎰⎢⎥⎣⎦式中3/2(/)()1tan 00z z a a c ωσζθ⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦式中，S 为接受光面，即纤芯面。

在光纤端出射光场的远场区，为简便计，可将接收光纤端面中心点处的光强作为整个纤芯面上的平均光强，在这种近似下，得到在接受光纤终端所探测到的光强公式为20(,)exp 22()()SIr I r z z z πωω⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎣⎦透射调制时，通常入射光纤面不动，而接收光纤可以作纵（横）向位移。

一、实验目的1. 理解光纤位移传感器的工作原理和结构。

2. 掌握光纤位移传感器的测量方法及其在位移检测中的应用。

3. 验证光纤位移传感器的准确性和可靠性。

二、实验原理光纤位移传感器是利用光纤的传输特性，通过测量光纤内传输光的变化来检测位移的一种传感器。

反射式光纤位移传感器是其中一种常见类型，其工作原理如下：1. 光源发射的光经光纤探头照射到被测物体表面。

2. 被测物体反射的光经接收光纤传输至光电转换元件。

3. 光电转换元件将光信号转换为电信号输出。

4. 根据电信号的强弱变化，计算被测物体的位移。

三、实验仪器与设备1. 光纤位移传感器2. 激光光源3. 光功率检测器4. 测微头5. 反射面6. 差动放大器7. 电压放大器8. 数显电压表9. 实验台四、实验步骤1. 搭建实验装置：将激光光源、光路系统、待测物体、光功率检测器等连接好。

2. 调节激光光源的位置和光路系统，使激光能够正常发出。

3. 将光纤位移传感器连接到光功率检测器，并调整其位置，使其与待测物体表面保持一定距离。

4. 旋转测微头，使光纤探头与待测物体表面接触，记录初始位移值。

5. 逐渐增加待测物体的位移，记录每个位移值对应的输出光功率。

6. 分析实验数据，绘制位移-光功率曲线，计算位移与光功率之间的关系。

五、实验结果与分析1. 通过实验，验证了光纤位移传感器在位移检测中的应用。

2. 实验结果表明，光纤位移传感器具有以下特点：- 高灵敏度：位移变化对光功率的影响较大，可以精确测量微小位移。

- 高稳定性：光纤传感器受外界环境干扰较小，具有较好的稳定性。

- 抗干扰能力强：光纤传感器对电磁干扰、温度变化等具有较强的抗干扰能力。

3. 实验数据表明，光纤位移传感器的输出光功率与位移之间存在线性关系，可以用于精确测量位移。

六、实验总结1. 通过本次实验，我们了解了光纤位移传感器的工作原理和结构。

2. 掌握了光纤位移传感器的测量方法及其在位移检测中的应用。

光纤位移/压力传感特性的研究摘要：本实验主要研究LED 光源的I-P 特性，光纤纤端光场的径向分布，光纤纤端光场的轴向分布，反射式光纤位移传感，以及微弯式光纤位移传感的特性。

关键词：光纤 I-P 特性 光场分布 位移传感引言：近年来，光纤传输由于其宽频带，低消耗，重量轻，抗干扰能力强，保真度高等优点而被广泛应用于医学，装饰，汽车，船舶等诸多领域。

本实验采用控制变量的方法，定量研究光纤纤端光场的径向、轴向分布，以及反射式、微弯式光纤的位移传感特性，从而让学生更好地掌握光纤的传输特性和应用方式。

实验原理 • 原理 1、 透射调制对于多模光纤，光纤端出射光场的场强分布由下式决定(,)23/222(/)1tan 002•exp 23/222(/)1tan 00I r z Z a a c r Z a a c πζσθζσθΦ=⎡⎤+⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎡⎤+⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦式中，0I 为由光源耦合进入发送光纤中的光强，(,)r z Φ为纤端光场中位置(,)r Z 处的光通量密度，σ为一表征光纤折射率分布的相关参数，对于阶跃光纤，1σ=，0a 为光纤芯半径，ζ为与光源种类、光源跟光纤耦合情况有关的调制参数，c θ为光纤的最大出射角。

如果将同种光纤置于发送光纤纤端出射光场中作为探测接收器时，所接收到的光强可表示为20(,)(,)exp 22()()Ir I r z r z ds ds z z s s πωω⎡⎤⎢⎥=Φ=⎰⎰⎰⎰⎢⎥⎣⎦式中3/2(/)()1tan 00z z a a c ωσζθ⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦式中，S 为接受光面，即纤芯面。

在光纤端出射光场的远场区，为简便计，可将接收光纤端面中心点处的光强作为整个纤芯面上的平均光强，在这种近似下，得到在接受光纤终端所探测到的光强公式为20(,)exp 22()()SIr I r z z z πωω⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎣⎦透射调制时，通常入射光纤面不动，而接收光纤可以作纵（横）向位移。

光纤位移传感器实验报告篇一:光纤位移传感器测位移特性实验实验二十六光纤位移传感器测位移特性实验一、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:光纤传感器是利用光纤的特性研制而成的传感器。

三、器件与单元:主机箱中的?15V直流稳压电源、电压表;,型光纤传感器、光纤传感器实验模板、测微头、反射面(抛光铁圆片)。

四、实验步骤:1、观察光纤结构:二根多模光纤组成Y形位移传感器。

将二根光纤尾部端面(包铁端部)对住自然光照射，观察探头端面现象，当其中一根光纤的尾部端面用不透光纸挡住时，在探头端观察面为半圆双D形结构。

2、按图安装、接线。

?安装光纤:安装光纤时，要用手抓捏两根光纤尾部的包铁部分轻轻插入光电座中,绝对不能用手抓捏光纤的黑色包皮部分进行插拔，插入时不要过分用力,以免损坏光纤座组件中光电管。

?测微头、被测体安装:调节测微头的微分筒到5mm处(测微头微分筒的0刻度与轴套5mm刻度对准)。

将测微头的安装套插入支架座安装孔内并在测微头的测杆上套上被测体(铁圆片抛光反射面)，移动测微头安装套使被测体的反射面紧贴住光纤探头并拧紧安装孔的紧固螺钉。

3、将主机箱电压表的量程切换开关切换到20V档，检查接线无误后合上主机箱电源开关。

调节实验模板上的RW、使主机箱中的电压表显示为0V。

4、逆时针调动测微头的微分筒，每隔0.1mm(微分筒刻度0,10、10,20……)读取电压表显示值线性度最好区域:5、根据表26数据画出实验曲线并找出线性区域较好的范围计算灵敏度和非线性误差。

实验完毕，关闭电源。

实验二十七光电传感器测转速实验一、实验目的:了解光电转速传感器测量转速的原理及方法。

二、基本原理:光电式转速传感器有反射型和透射型二种，本实验装置是透射型的(光电断续器也称光耦)，传感器端部二内侧分别装有发光管和光电管，发光管发出的光源透过转盘上通孔后由光电管接收转换成电信号，由于转盘上有均匀间隔的6个孔，转动时将获得与转速有关的脉冲数，脉冲经处理由频率表显示,，即可得到转速,=10f。

燕山大学课程设计说明书题目：学院：信息科学与工程学院班级：姓名学号：姓名学号：姓名学号:指导老师：1 训练概况1.1 训练目的与任务根据本专业的培养方向：电子科学与技术专业的学生应掌握电子学和光子学的基本理论、基本知识，要拥有光学技术、光传感等方面的专业知识。

在大学本科阶段，注重培养学生的科学研究能力和实际工作能力，加强实践环节、加强基本技能训练。

专业综合训练是安排在大学四年级的一项教学实践环节，是在学生学习了本专业的全部专业基础课和部分专业课后安排的。

通过理论与实践的结合，可使学生加深对所学知识的理解，并为后续的学习指引方向。

同时使学生初步了解光电系统的设计、制作、调试过程，为将来走上工作岗位奠定基础。

本次训练应达到的目标是：1.了解光电技术的应用情况；2.了解光纤传感器的制作、光参数的设计与实现方法；3.了解电子电路的系统设计、焊接、制版，组装等工艺过程；4.了解光电系统的安装、调试过程；学习分析、排除故障的方法；5.掌握反射式光纤位移传感器工作原理、传感系统测量位移的方法及仪器的标定方法。

1.2 训练内容设计并制作一台光纤位移传感试验仪。

2 设计原理2.1 理论基础反射式强度调制型光纤传感器（RIM-FOS,Reflective Intensity Modulated Fiber Optic Sensor）是一种非功能型光纤传感器，光纤本身只起传光作用。

反射式光纤传感器的原理如图1所示。

光纤探头A由两根光纤组成，一根用于发射光，一根用于接收反射体反射的光，R是反射体。

系统可工作在两个区域中，前沿工作区和后沿工作区（见图4）。

可以看出，当在前沿区域工作时可以有较高的灵敏度；当在后沿区域中工作时，可以获得较宽的动态范围。

图1 光线反射调制原理图2.2电路原理图2.2.1电源部分图3 电路原理电源图如图3所示，通过变压器将220V的电压转换成15V的电压，再经过桥式整流电路，交流量变成直流量，接着利用LM77812和LM7912将电压转换成12V和-12V供电路中的运放使用，再利用LM7805和LM7905将电压转换成5V和-5V供系统使用。

光纤位移传感器实验报告篇一:光纤位移传感器测位移特性实验实验二十六光纤位移传感器测位移特性实验一、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:光纤传感器是利用光纤的特性研制而成的传感器。

三、器件与单元:主机箱中的?15V直流稳压电源、电压表;,型光纤传感器、光纤传感器实验模板、测微头、反射面(抛光铁圆片)。

四、实验步骤:1、观察光纤结构:二根多模光纤组成Y形位移传感器。

将二根光纤尾部端面(包铁端部)对住自然光照射，观察探头端面现象，当其中一根光纤的尾部端面用不透光纸挡住时，在探头端观察面为半圆双D形结构。

2、按图安装、接线。

?安装光纤:安装光纤时，要用手抓捏两根光纤尾部的包铁部分轻轻插入光电座中,绝对不能用手抓捏光纤的黑色包皮部分进行插拔，插入时不要过分用力,以免损坏光纤座组件中光电管。

?测微头、被测体安装:调节测微头的微分筒到5mm处(测微头微分筒的0刻度与轴套5mm刻度对准)。

将测微头的安装套插入支架座安装孔内并在测微头的测杆上套上被测体(铁圆片抛光反射面)，移动测微头安装套使被测体的反射面紧贴住光纤探头并拧紧安装孔的紧固螺钉。

3、将主机箱电压表的量程切换开关切换到20V档，检查接线无误后合上主机箱电源开关。

调节实验模板上的RW、使主机箱中的电压表显示为0V。

4、逆时针调动测微头的微分筒，每隔0.1mm(微分筒刻度0,10、10,20……)读取电压表显示值线性度最好区域:5、根据表26数据画出实验曲线并找出线性区域较好的范围计算灵敏度和非线性误差。

实验完毕，关闭电源。

实验二十七光电传感器测转速实验一、实验目的:了解光电转速传感器测量转速的原理及方法。

二、基本原理:光电式转速传感器有反射型和透射型二种，本实验装置是透射型的(光电断续器也称光耦)，传感器端部二内侧分别装有发光管和光电管，发光管发出的光源透过转盘上通孔后由光电管接收转换成电信号，由于转盘上有均匀间隔的6个孔，转动时将获得与转速有关的脉冲数，脉冲经处理由频率表显示,，即可得到转速,=10f。

【精品】反射式光纤位移传感系统《专业综合训练》报告
反射式光纤位移传感系统是一种新型的界面设备，通过分布在指定位置的光纤传感器
捕捉信号实现位移传感。

该位移传感系统由光纤和光纤传感器组成，根据按钮或绳索的拉伸、绳索或滑环的滑动等外部物理变化，对反射式光纤进行传感，捕捉高精度的位移变化，实现快速和高效的节点分布检测。

反射式光纤位移传感系统主要由反射式光纤、光纤传感器、反射器和综合处理控制系
统组成。

反射式光纤采用可拉伸的特性，可以当做按钮、绳索或滑环等外部物体的特征，
对反射式光纤进行传感，捕捉位移变化；光纤传感器由温度、压力、紫外和可见光四个传
感器元件组成，可以轻松地根据拉伸、滑动等外部物理变化精确捕捉位移变化后及时反应
出来；反射器可以解析光纤位移信号，实现高速精确的位移传感；综合处理控制系统可以
对系统的整体运行状况进行统一的监控，根据反射式光纤位移变量的输入，控制传感器捕
捉的位移信号，并能及时将所计算出的位移数据发送给毗邻节点或远距离控制中心。

反射式光纤位移传感系统有许多优点，其中比较显著的有：首先，极紫外光穿透和紫
外罩的保护技术增强了这种系统的稳定性；其次，光纤传感器可以实现高精度和快速的位
移传感；再次，反射器可以实现高精度的信号应答，以及位移变量的即时反应调整；最后，综合处理控制系统可以对系统的整体运行状况进行统一的监控，可以有效降低不必要的损耗。

因此，反射式光纤位移传感系统给予了位移传感技术更高的精度、更低的功耗以及更
稳定和可靠的测量数据了。

它不仅具有传统位移传感技术所拥有的优势，而且能够提供高
效反应性的智能传感应用，使得该位移传感系统更加靠近可行的实际应用。

光纤传感综合实验报告光纤传感综合实验报告引言：光纤传感技术是一种基于光纤的传感原理，通过光纤的物理特性来实现对环境参数的测量和监测。

本次实验旨在探究光纤传感技术的应用和性能，并对其在不同领域的潜在应用进行探讨。

一、光纤传感技术的原理光纤传感技术利用光纤的折射、散射、吸收等特性，通过测量光信号的变化来获取环境参数的信息。

其中，折射型光纤传感技术是最为常见和常用的一种。

它通过测量光纤中光信号的折射率变化，来实现对温度、压力、湿度等参数的测量。

光纤传感技术具有高灵敏度、无电磁干扰、远距离传输等优势，因此在工业、医疗、环境监测等领域有广泛的应用前景。

二、光纤传感技术的实验装置本次实验中，我们使用了一套光纤传感综合实验装置，包括光源、光纤传感器、光纤衰减器和光功率计等设备。

光源产生的光信号经过光纤传感器传输到被测环境中，然后通过光纤传感器采集到的信号传输回光功率计进行测量和分析。

三、实验过程与结果我们首先进行了温度传感实验。

将光纤传感器固定在被测温度环境中，通过测量光功率计的输出信号变化来获取温度的信息。

实验结果显示，光功率计的输出信号随温度的升高而降低，与理论预期相符。

这表明光纤传感技术可以有效地用于温度的测量。

接下来，我们进行了压力传感实验。

将光纤传感器固定在被测压力环境中，通过测量光功率计的输出信号变化来获取压力的信息。

实验结果显示，光功率计的输出信号随压力的增加而增加，与理论预期相符。

这表明光纤传感技术可以有效地用于压力的测量。

最后，我们进行了湿度传感实验。

将光纤传感器固定在被测湿度环境中，通过测量光功率计的输出信号变化来获取湿度的信息。

实验结果显示，光功率计的输出信号随湿度的增加而增加，与理论预期相符。

这表明光纤传感技术可以有效地用于湿度的测量。

四、光纤传感技术的应用前景光纤传感技术具有广泛的应用前景。

在工业领域，光纤传感技术可以应用于温度、压力、振动等参数的监测和控制，提高生产效率和产品质量。

光纤位移实验实验报告实验报告：光纤位移实验一、实验目的：1. 掌握光纤位移测量原理和方法。

2. 熟悉光纤位移测量仪器的使用。

3. 观察并分析光纤位移实验现象。

4. 进一步了解光纤在位移测量中的应用。

二、实验原理：光纤位移测量是利用光纤的光学特性实现的一种非接触式位移测量方法。

光纤位移传感器由光纤传感头、光纤连接线、光纤光源和光纤检测器等组成。

当被测物体发生位移时，传感器通过测量光纤传感头上表面的光强变化来计算物体的位移。

实验中通常使用的原理是利用微小的位移引起光纤端面的反射光强变化。

光纤传感头的端面经过特殊处理，可以使光纤端面处于全反射状态。

当物体位移时，光纤端面受到微小的变形，导致反射光的入射角发生改变，进而改变了反射光的强度。

通过测量光纤端面反射光的强度变化，可以计算出被测物体的位移。

三、实验步骤：1. 将光纤位移传感器连接到光纤测量仪器上。

2. 将光纤传感头固定在实验台上，确保其对准待测物体。

3. 调整光纤传感头的位置，使其与待测物体接触。

4. 通过光纤测量仪器进行校准，调整其工作参数使其适应当前实验环境。

5. 在光纤测量仪器上设置起始位移值。

6. 手动移动待测物体，观察光纤测量仪器显示的位移数值。

7. 记录测量结果，并计算位移的精度和稳定性。

四、实验结果与分析：在实验进行中，我们观察到光纤测量仪器能够实时显示被测物体的位移数值，并且具有较高的精度和稳定性。

在实验过程中，我们改变了待测物体的位移范围和速度，发现光纤测量仪器都能够准确地测量出位移数值，并且与实际值基本一致。

通过对实验结果的分析，我们发现光纤位移测量具有以下特点：1. 非接触式测量：由于光纤传感头与被测物体不直接接触，因此不会对被测物体产生影响。

2. 高精度：光纤测量仪器能够实时测量微小的位移，并且具有较高的测量精度。

3. 快速响应：光纤位移传感器能够实时监测位移的变化，并且反应速度较快。

4. 长距离传输：光纤传感器可以通过光纤连接线与光纤测量仪器进行远距离传输，适用于一些需要远程监测位移的场合。