光电检测实验学习报告计划

1、实验三十光纤位移传感器（半圆分部）的特征实验一、实验目的：认识光纤位移传感器的工作原理和性能。二、基根源理：本实验采纳的是导光型多模光纤，它由两束光纤构成半圆散布的Y型传感探头，一束光纤端部与光源相接用来传达发射光，另一束端部与光电变换器相接用来传达接收光，两光纤束混淆后的端部是工作端亦即探头，当它与被测体相距时由光源发出的光经过一束光纤射出后，经被测体反射由另一束光纤接收，经过光电变换器变换成电压，该电压的大小与间距相关，所以可用于丈量位移。三、需用器件与单元：光纤传感器、光纤传感器实验模板、数显单元、测微头、直流电源15V、铁测片。四、实验步骤：1、依据图9-1安装光纤位移传感器，二束光纤

2、分别插入实验板上光电变换座内，其内部装有发光管及光电变换管T。2、将光纤实验模板输出端V0与数显单元相连，见图9-2。3、在测微头顶端装上铁质圆片，作为反射面，调理测微头使探头与反射面稍微接触,数显表置20V档。4、实验模板接入15V电源，合上主控箱电源开关，调理RW2使数显表显示为零。5、旋转测微头,使被测体走开探头,每隔0.1mm读出数显表显示值,将其填入9-1。注：电压变化范围从0最大最小一定记录完好。表9-1：光纤位移传感器输出电压与位移数据以下表所示：经过上述的表格能够找出在X=6.5或许6.6mm时输出电压才达到最大值为6.78或许6.79V，但当持续找寻最小值的时候并无找到，输出

3、电压跟着位移的增大逐渐的减小，可是减小的幅度会逐渐的趋于均衡，在达到测微头最大批程时还在持续的减小，所以并无找到最小的记录。并以为X=4mm时为最小的0。6、依据表9-1数据，作出光纤位移传感器的位移特征图，并加以剖析、计算出前坡和后坡的敏捷度及两坡段的非线性偏差。答：利用excel对数据进行剖析得光纤位移传感器的位移特征图以下所示：经过光纤位移传感器的位移特征图可知：其图形被分为前坡和后坡两部分，在前坡输出电压跟着位移的增大而增大而且达到最大值，而且前坡的增大的幅度比较大，在后坡输出电压跟着位移的增大不再增大而是相应的减小，减小的幅度较小，并逐渐的趋于稳固。经过图形能够看出前坡的范围窄，敏捷

4、度高，线性好，合用于测小位移和表面粗拙度。后坡的减弱与探头和被测表面之间的距离平方成反比。将在最大值以前的值作为前坡的数据独自取出来做办理同时去掉最前和最后的值，相同用excel的绘图进行斜线的拟合获得以下的拟合直线，并显示拟合的直线表达式：前坡部分的位移特征图以下所示：经过拟合出来的直线为y=3.1022x-12.934。计算前坡的敏捷度S：S=V/X(V为输出电压均匀变化量；X位移均匀变化量)，其敏捷度约为拟合直线的斜率：即S=3.1022(v/mm)。计算前坡的非线性偏差：f1=Vmax/yFS100%，式中Vmax为输出电压值与拟合直线的最大电压偏差量：yFS为满量程时电压输出均匀值。

5、经过上表能够知道Vmax=0.32146v，yFS=6.79v，则前Vmax/yFS100%=0.32146/6.79100%=4.7%。将在最大值以后的数据作为后坡的数据独自取出来做办理，拟合获得以下的曲线，并显示拟合的曲线表达式，后坡部分的位移特征图以下所示：经过拟合出来的曲线为y=444.488/(x2)2.63316。计算后坡的敏捷度S：S=V/X(偏差：f1=V为输出电压均匀变化量；X位移均匀变化量)，计算前坡的非线性Vmax/yFS100%，式中Vmax为输出电压值与拟合直线的最大电压偏差量：yFS为满量程时电压输出均匀值（上图的横坐标表示X，纵坐标表示V）。经过拟合出来的曲线得下

6、表：经过上表能够知道V=0.167295v，X=0.1mm，其敏捷度S=V/X=0.167295/0.1=1.67295（v/mm），Vmax=-0.78088v，yFS=6.79v，则后=Vmax/yFS100%=-0.78088/6.79100%=-11.5%。五、思虑题：光纤位移传感器丈量位移时，对被测体的表面有些什么要求？答：被测物体表面尽量保持圆滑，能够使光正确的反射来减小漫反射。实验三十一光纤传感器丈量振动实验一、实验目的：认识光纤位移传感器动向特征。二、基根源理：利用光纤位移传感器的位移特征，配以适合的丈量电路即可丈量振动。三、需用器件与单元：光纤位移传感器、光纤位移传感器实验模

7、板、振动梁（2000型）或振动丈量控制仪（9000型）、检波/滤波/低通实验模板、数显频次/转速表。四、实验步骤：1、将光纤传感器按图3-5安装在振动台上，并用手按压振动台，不可以使差动变压器的活动杆有卡死的现象，不然一定调整安装地点，光纤探头瞄准振动台的反射面。2、依据实验三十的结果，找出前坡或后坡的线性段中点，经过调理安装支架高度将光纤探头与振动台台面的距离调整在线性段中点（大概目测）。3、在图9-2中V01与低通滤波器模板VI相接，低通输出V0接到示波器。4、在振动源上接入低频振动信号（2000型），将频次选择在6-10HZ左右，逐渐增大输出幅度，注意不可以使振动台面遇到传感器，察看示波

8、器的信号波形。保持振动幅度不变，改变振动频次察看示波器的信号波形。答：示波器的信号波形是正弦波，当逐渐增大输出幅度时，示波器的信号波形的幅度也是逐渐的增大，与输出幅度成正比。当保持振动的幅度不变时，改变振动频次发现示波器的信号波形频次逐渐的变小。5、依据实验三十的数据，计算出梁的振动幅度有多大？答：由前波的位移特征图能够知道，梁的振动幅度知足正弦波，其电压幅度V=6.68-0.03v=6.65v，由前波的拟合直线y=3.1022x-12.934可得，梁的振动幅度：X=(V+12.934)/3.1022=6.313mm.。五、思虑题：试剖析电容式、电涡流、光纤三种传器丈量振动时的特色？答：电容式

9、丈量振动时其实是变极距差动电容式位移传感器，经过改变电容值来表征振幅的变化，其能够丈量微位移。电涡流丈量振动频次高于固有频次的振动，他是经过在振动过程中产生的感觉电流即涡流，在涡流里产生的交变磁场中产生的感觉电压，其敏捷度低。光纤传感器丈量振动时，光纤自己只起到传光的作用。实验三十二光纤传感器丈量转速实验一、实验目的：认识光纤位移传感器用于丈量转速的方法。二、基根源理：利用光纤位移传感器在被测物的反射光强弱显然变化时所产生的相应信号，经电路办理变换成相应的脉冲信号即可丈量转速。三、需用器件与单元：光纤传感器、光纤传感器实验模板、直流源15V、转动源（2000型）或转动丈量控制仪（9000型）。

10、四、实验步骤：1、将光纤传感器按实验三十一图3-5装于传感器支架上，使光纤探头与电机转盘平台上的反射点瞄准。2、按图9-2接线，将光纤传感器实验模板输出V01与数显电压表VI端相接，接上实验模板上15V电源，数显电压表置2V档，并按以下步骤操作:用手转动圆盘，使探头避开反射面，合上主控箱电源开关，调理RW使数显表显示靠近零（）。再用手转动圆盘，使光纤探头瞄准反射点，调理起落支架高低，使数显表指示最大，重复、步骤，直至二者的电压差值最大（差值需大于1V）。再将V01与转速频次表的fin端相接，频次/转速表开关拨到转速档。3、接入+2V+24V直流电压至旋转电机，调理转速旋钮，使电机转动，逐渐加大

11、转速电压，使电机转速加速，固定某一转速记下数显表上读数。答：固定在2135转/分时的数显表读数为14.58V。注：最高转速请不要超出2400转/分，不然光纤探头的动向响应范围可能会不够。五、思虑题：1、丈量转速时转速盘上反射点的多少与测速精度有否影响？答：丈量转速时转速盘上反射点的多少与测速精度有影响，反射点越少，测数精度越低。2、你能够用实验来考证一下转盘上仅一个反射点的状况吗？答：计算在1分钟时间内的脉冲数能否与转速相等，假如相等，则转盘上仅有一个反射点。实验四十二PSD地点传感器地点丈量实验PSD地点传感器是光电检测器件，利用PSD的光电流可丈量入射到其感光地区的光斑能量中心地点(一维)

12、，时间响应快，可应用于多种丈量场合。本PSD地点传感器采纳了模似电路的地点办理，利用传感器两极输出的电流，经运算放大器电流电压变换，加减运算，(有条件还可利用模似除法器)，其输出电压取决于光斑能量中心地点。一、PSD地点传感器系统构成：见图121、PSD传感器。2、电子办理模块：I/V变换加减电路除法器*放大器(增益，调零)3、半导体激光器。4、机械调理支架(调理PSD传感器与激光光斑地点)。5、振动梁注：“*”电路为调试中可增减部分。二、PSD传感器地点测试实验：将测微头与梁边上的磁铁吸合，调理测微头来调整激光光源的上下地点。使光斑大概在PSD传感器的中心点上。旋转测微头使光斑能在PSD传感器有效面上挪动。接入15V电源，将PSD信号输出端V0与数字电压表Vi相联，电压表置2V档。(4)调理测微头，使电压表指示为零。往上旋转测微头，每隔0.1mm或0.2mm读一次电压表数值，并记入下表。所得实验数据以下：(5)将测微头回到零位，往下旋转测微头，相同每隔0.1或0.2mm读一次电压表数值并填入上表。作出XV曲线，计算系统敏捷度及剖析偏差的根源。答：经过上表作出XV曲线以下：经过拟合出来的直线为y=1.5202x-5.542。计算系统的敏捷度S：S=V/X(V为输出电压均匀变化量；X位移均匀变化量)，其敏捷度约为拟合直线的斜率：即S=1.5202。计算其非线性偏差：f