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第五章光纤传感器基本原理
第六章光纤机械量传感器
第七章光纤热工量传感器
第八章光纤电磁量传感器
第九章医用光纤传感器
第二篇光纤传感器
第五章光纤传感器基本原理
第五章光纤传感器基本原理
引言
光纤传感技术是伴随着光通信技术的发展而逐步形成的。
在光纤通信中,光纤被用作远距离传输光波信号的媒质。显然,在这类应用中,光纤传输的光信号受外界干扰越小越好。但是,在实际的光传输过程中,光纤易受外界环境因素影响,如温度、压力、电磁场等外界条件的变化将引起光纤光波参数如光强、相位、颜率、偏振、波长等的变化。因此,人们发现如果能测出光波参数的变化,就可以知道导致光波参数变化的各种物理量的大小, 于是产生了光纤传感技术。
光纤传感器与传统的各类传感器相比有一系列独特的优点,如灵敏度高,抗电磁干扰、耐腐蚀、电绝缘性好,防爆,光路有可挠曲性,便于与计算机联接,结构简单,体积小,重量轻,耗电少等。
由于有这些优点,因而逐渐在科研和其他领域获得广泛的应用。
下面看看传感器的定义~
一、传感器的定义
国家标准(GB7665-87)对传感器(Transducer/Sensor)的定义:
能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。
教科书对其定义:
传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。
传感器由敏感器件与辅助器件组成。敏感器件的作用是感受被测物理量,并对信号进行转换输出。辅助器件则是对敏感器件输出的电信号进行放大、阻抗匹配,以便于后续仪表接入。
二、传感器的组成
以测量汽车油箱中汽油液位的装置为例
描述传感器输入–输出关系的方法:
数学模型
基本特性指标
传感器的基本特性----输出输入关系特性
三、传感器的基本特性
基本特性分为:静态特性和动态特性。
静态模型
(一) 传感器的静态特性
主要静态特性指标
1. 代数方程
x ——输入量; y ——输出量;
a0 ——零位输出; a1 ——传感器的灵敏度:
a2 ……an ——非线性项待定常数。
条件:不考虑传感器滞后、蠕变情况下
静态模型