二光纤传感器原理 - 与非网 - eefocus中国领先的电子.ppt

二二..光纤传感器原理光纤传感器原理光源信号调制光纤光纤光探测器信号处理外界参量本讲提要本讲提要??外界参数对光纤内传输光的作用方式,外界参数对光纤内传输光的作用方式,即各种调制的原理与方法。即各种调制的原理与方法。??光纤对许多外界参数有一定的效应,研光纤对许多外界参数有一定的效应,研究光纤传感原理就是研究如何应用光纤究光纤传感原理就是研究如何应用光纤的这些效应,实现对外界被测参数的的这些效应,实现对外界被测参数的““传传””和和““感感””的功能,这是光纤传感器的的功能,这是光纤传感器的核心,也是光纤传感器系统和光纤通信核心,也是光纤传感器系统和光纤通信系统的主要区别。系统的主要区别。??光纤传感器的调制区可能是光纤本身光纤传感器的调制区可能是光纤本身(内部调制)(内部调制),也可能是其他材料制成,也可能是其他材料制成的敏感元件的敏感元件(外部调制)(外部调制),单就调制原,单就调制原理而言,仅研究外界因素引起光的性质理而言,仅研究外界因素引起光的性质的变化,不论是内部调制还是外部调制的变化,不论是内部调制还是外部调制都是一样的。都是一样的。一一..强度调制强度调制--------光纤传感器最早使光纤传感器最早使用的调制方法用的调制方法??概念概念利用外界因素改变光纤中光的强度,利用外界因素改变光纤中光的强度,通过测量光强的变化来测量外界物理通过测量光强的变化来测量外界物理量。量。光纤强度调制传感器的原理图特特点点??技术简单,可靠,成本低。技术简单,可靠,成本低。??可以采用多模光纤。可以采用多模光纤。??光纤的连接与耦合容易,所使用的光纤连光纤的连接与耦合容易,所使用的光纤连接器与耦合器已经商品化。接器与耦合器已经商品化。??光源可以采用非相干光源,如输出稳定的光源可以采用非相干光源,如输出稳定的LEDLED等。等。构成传感器探头的物理机理构成传感器探头的物理机理??(一)利用线性位移或角位移进行调制(一)利用线性位移或角位移进行调制原理图若输入输出为同一种单模光纤,S0为光纤中的光斑尺寸,则径向位移d与功率耦合系数T的关系为高斯型曲线,存在下列关系:T=dseT=dseT=dse220T=dseTdA最佳传感区域