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传感器调研报告 　　光纤传感器调研报告　　胡昆仑　　摘要：本文将就光纤传感器作一份较为详细的调研报告，主要介绍光纤传感器的基本知识，以及一些典型光纤传感器基本原理，为本学期毕业设计作好准备工作。　　关键词：光纤，振动，传感器，原理　　一、光纤传感器现况：　　近20年来,世界范围内用于光纤通讯和光纤传感器的资金正在不断增长。与　　传统传感器相比，光纤传感器有一些列独特的优点：它可以在强电磁干扰、高温高压、原子辐射、易爆、化学腐蚀等恶劣条件下使用，高灵敏度及低损耗的优点使其用途广泛，例如能够组成空间分布列阵及网络，应用于人体医学、城建监控、环境监测等方面。科学家已提出了四十多种测量对象的几百种光纤传感器，同时也指出了乐观的市场前景。　　二、光纤传感器基础：　　光纤传感器其基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使　　待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质发生变化，称为被调制的信号光，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。　　与传统的各类传感器相比，光纤传感器具有以下特点：　　1、灵敏度较高；　　2、几何形状具有多方面的适应性，可以制成任意形状的光纤传感器；　　3、可以制造传感各种不同物理信息的器件；　　4、可以用于高压、电气噪声、高温、腐蚀、或其它的恶劣环境。　　光纤传感器可分为2大类：一类是功能型传感器;另一类是　　非功能型传感器。　　功能型传感器是利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件,被测量对光纤　　内传输的光进行调制,使传输的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化,再通过对被调制过的信号进行解调,从而得出被测信号。　　光纤在其中不仅是导光媒质，而且也是敏感元件，光在光纤内受被测量调制，多采用多模光纤。　　优点：结构紧凑、灵敏度高。　　缺点：须用特殊光纤，成本高，　　典型例子：光纤陀螺　　非功能型传感器是利用其它敏感元件感受被测量的变化,光纤仅作为信息　　的传输介质，常采用单模光纤。　　光纤在其中仅起导光作用，光照在光纤型敏感元件上受被测量调制。　　优点：无需特殊光纤及其他特殊技术；比较容易实现，成本低。　　缺点：灵敏度较低。　　实用化的大都是非功能型的光纤传感器。　　光纤传感器从信号变换上也可以分成强度调制型、相位调制型、波长调制型、　　偏振态调制型和模式调制型等等。　　三、典型光纤传感器及其基本原理：　　1、首先介绍一种激光位移传感器，严格来说，该传感器仅仅是利用光学手　　段制作的传感器。　　ZLDS10X可定制激光位移传感器是英国真尚有公司生产的一种激　　光传感器，具有数字化集成一体化结构，%高分辨率，%高线性度，　　高响应、IP67高防护等级和可同步等高性能。工作温度范围宽，特别适用于工　　业环境高精度应用。主要有以下型号：　　各型号特点：　　ZLDS100：%高分辨率，%高线性度，高响应，可订制各种　　尺寸，适应恶劣环境。　　ZLDS101：%高分辨率，%高线性度,2M大量程，可进行远距离测量。　　ZLDS102：%高分辨率,%高线性度,低成本。　　提供了在计算机上运行附带的传感器软件。该软件提供简单的数据读取、显　　示以及传感器参数设置功能。　　提供了一个传感器开发库(目前仅支持Windows)，以DLL形式提供，封装底　　层串口通讯协议细节，提供简单易用的编程接口，便于开发人员快速进行应用软　　件的开发。　　应用领域：广泛用于火车轮轮缘轮廓测量，公路车辙、平整度测量。也可用　　于非接触测量位移、三维尺寸、厚度、物体形变、振动、分拣及玻璃表面测量等。　　主要特点如下：　　◆ZLDS100R-4-39传感器可用于镜面和玻璃的表面测量；　　◆量程最小2mm，最大1250mm(其他量程可订制)；　　◆量程起始距离最小10mm，最大260mm(其他距离可订制)；　　◆频率响应：2K、5K、8K、；　　◆分辨率最高%,线性度最高%；　　◆支持多个传感器同步采集(确保工业在线高精度差动测厚)；　　◆支持特殊量程(如远距离起始700mm小量程300mm等)；　　◆特殊应用(如路面平整度，高温被测体，管道内径，石油钻杆内外螺纹测量等均可定制)；◆针对串口，提供了运行应用的DLL开发库，方便用户开发应用软件；　　◆非接触位移精密测量；　　工作原理较为简单，图示如下：　　半导体激光器①被镜片②聚焦到被测物体⑥。反射光被镜片③收集，投射到CMOS阵列④上；信号处理器⑤通过三角函数计算阵列④上的光点位置得到距物体的距离。　　该传感器通过简单的光学原理，达到对距离位移、三围尺寸、厚度、物体形变、振动、玻璃表面的测量，与微机结合，能够将结果形象的体现出来，网上即有该传感器对玻璃检查