新学习队员实验箱说明书传感器

便于与计算机和光纤传输系统相连,易可用于高温、高压、强电磁干扰、腐纤芯包 护n1>n2时，θr＞θi。

θr=90＜90，，θr＞90，

全部反射回来。 n包层包层纤芯′NANA n2n2 (离散)的解。不同的允许存在的解代表许多离散的沿波导轴传播的波。每一个允许传播的波称为模式。每个波具有不同的离散的振幅和速度。采用V值表述光在阶跃V (n2V (n2n2 a (NA) 式中,a为纤芯半径,λ0为入射光在真空中的波长(真空中的光波长近似等于光在空气中的波长)。光纤V值越大,则光纤所能拥有的,即允许传输的模式(不同的离散波)数越多。当V值低于2.404时,只允许一个波或模式在光纤中传输。即圆柱波导的单模aa1 n 221220在光导纤维中传播模式很多对信息传输是不利的。因为同一光信号采取很多模式传播,就会使这一光信号分为不同时间到达接收端的多个小信号,从而导致合成信号的畸变。在信息传输中一般希望模式数量越少越好。希望V小,纤芯直径d=2a不能太大,一般为几个微米,不能超过几十微米。另外,n1与n2之差很小(例如,一般纤芯折射率n1可能是1.46,而包层折射率n2可能是αα10logLΑ－波导色散：由于波导结构不同，某一波

干涉（磁致伸缩SM、aSM、aSM、a功能型光纤传感器：利用光纤本身感受被测量变化而改变传输光的特性，传光型光纤传感器：利用其他敏感元件感受被测量的变化，光纤仅作 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检测外界物理量的图9.4.1光纤微弯传感器是利用光纤的微弯损耗来检测外界物理量的变化。一根多模光纤从一对机械变形器中间通过，如图9.4.1所示。当变形器受到压力作用时，光纤沿轴线产生周期性微弯曲。光纤的弯曲会引起光纤中的传导模与辐射模之间产生耦合，从而使一部分导模泄漏到包层中去。通过检测纤芯中的传导光功率，就能测量出与之成一定关系的压力的图9.4.2反射式光纤位移传感器结构示意图如图光纤束的光强度的变化来测量被测表面距离纤传感器的灵敏度的主要因素之一。一般在光纤探头的端部,发射光纤与接收光纤有以下四种分布:(a)随机分布;(b)半球形对开分 图9.4.3示。在位移-输出曲线的前坡区,输出信号的强度增加得非常快,这一区域可以用来进行微米级的位移测量。在后坡区,信号方成反比,可用于距离较远而灵敏度、线O图9.4.4图9.4.3.1这种传感器是在前面介绍的光纤位移传感器的探头前面加上一个膜片构成的，其结构如图9.4.3.1所示。光源发出的光经发射光纤传输并投射到膜片的内表面上,反射光由接 光源：采用半导体发光二极管，使其光右图是吸收片透过率与光波波长的关系，通过温度升高时，吸收曲线向短波长方向移动，相应的，透射曲线向长波长方向移动，意味着有更多

过率T 利用被测物理量引起传利用折射率不同的介典型应用：用于温度报警系统的温

图9.5.1马赫－泽德尔干涉仪的典型结构如图9.5.1所示，下方的分束器把激光器的输出光束分成两束。它们经上、下光路的传输光器,这就避免了反馈光使激光器不稳定 图9.5.2法布里―珀罗干涉仪原理如图9.5.2所示。它是由两块平行的部分透射平面镜组成的。这两块平面镜的反射率(反射系数)通常是非常大的,一般大于或等于95%。假定反射率为95%,那么在任何情况下,激光器输出光的95%将朝着激光器反射回来,余下的5%的光将透图9.5.3迈克尔逊干涉仪的基本原理如图的平面镜作分束器。分束器使激光器输出的一部分光向上反射到固定平面镜。反射回激光器。激光器输出的另一部分图9.5.4图9.5.4为萨格奈克干涉仪的结构。其中,A为光路系统围成的面积,c为光速,ω通过检测光的偏振态的变化来检测 某些物质在磁场作用下，线偏振光通过时其振动面θV0HdL式中V—物质的如下图所示。并且，这种双折射正比于所加电场的一次方在晶其中：n0—正常折射率；de—电光系数；U—加在晶体片上的电压；λ—光波长；L—晶体长度；d—场方向晶体厚度。：ϕ：ϕ2π式中：K—P—L—光波通过材料的长度。当平面偏振光在强度为H的磁场作用下，线偏振光在物质中通过的距离L时电矢量E旋转角θ为：。如果这 I2 式中：I—载流导线中的电流强度；r—导线外任一观测点到导线的垂直距离。由此可见，只要根据磁光效应，利用光纤传感器测量出导线外任一点r的磁场强度H频率调制是基于光学多普勒效应。如果一束频率为f的光入射到相对于探测器速度为v的运动物体上，则从运动物体上反射的光频率为fs，根据多普勒效应，s s (1v)f1sc232341678245——67、8随着光纤传感技术的发展和应用的日益广泛，仅仅依靠单点式测量，已难以满足需求，并且不能充分发挥光纤传感器的技术优分布式光纤传感器一般是指：具有一个公共数据通道并能与控制中心实施通信联络1、反射法：