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文档简介

常见光纤传感器很多种,介绍三钟.一、偏振式光纤温度传感器发展最早、最快、最多的传感器之一。分相干型和非相干型（本例）。图4-13各部分原理如下：1.偏振光分棱镜平行与入射面分量P和垂直入射面分量S.布儒斯特(Brewster)角

θB=arctan(n2/n1)

作用:起偏器从光棱镜透射的光强为I0,透射的偏振光经一系列光学元件后原路返回,若光矢量被旋转了α角,则返回透过分光棱镜的光强:

I=I0cosα(4-27)2.石英晶体波长为λ的光线经过,光矢量受到旋转.按菲涅耳定律：线偏振光可以分解为左、右旋圆偏振光（折射率分别为nL、nR）旋转角度α=（nR-nL

）πd/λ（4-28）3.1/4波片光经过后产生光程差:△=(n0-ne)d=(m+1/4)λ(4-29)

作用如下:4.传感器工作原理按图4-10a)的光路从左至右分析.两次经过石英晶体后,旋转角度为:α+2(β-α)-α=2(β-α)(4-30)设入射光强为I0,则返回通过分光棱镜的光强I由式(4-27)得:

I=I0cos[2(β-α)

](4-31)2(β-α)=45°时,线性度最好.应用:测温18~180℃;分辨率2℃.说明:1)¼波片调整测温范围.2)相干型光纤温度传感器精度高.二、反射式光纤位移传感器机械量中较容易测量的物理量。分相干和非相干型（本例）图b）中，tanθ=d/2b（4-32）；若阶跃折射率型光纤数值孔径为N，有：θ=arcsinN由上两式得：

b=d/2tan（arcsinN）（4-33）

b＜上式值；两光纤无耦合，不能测量由图c）看出，反射光斑与输出光纤的端面有一个交叠面，交叠面积与光纤端面面积的比为M（见式4-34）。假设反射面无光吸收，两光纤光功率耦合效率F为交叠面积与光锥底面积之比，见书式4-35。根据式4-35,求出位移b与光功100率耦合效率F的关系曲线(2a=100µm;N=0.5;d=100µm)实际传感器不是两根光纤而是多股,标准的由600根直径为0.762mm的光纤组成.因分布形态不同分四种:CIICTDRH特点:小范围内进行高速位移测量;具有结构简单、造价低、设计灵活、非接触、探头小、频响好、线性好、能在恶劣环境下工作等优点。由于原理是测光强，对光源有要求。三、光纤加速度传感器外界作用力作用在一定质量的物体上，使物体产生一定量的位移、转角或其他形式的几何形变。有强度调制和相位调制型两种。1.干涉型光纤加速度传感器质量块质量m,以加速度a对顺变柱施加一个轴向力F=ma(4-36)顺变柱轴向应变εi=4F/Eπd2

;径向应变ε=µεi;光纤长度变化δl=4µNma/Ed光纤长度变化可通过干涉系统测量

相位变化△φ=(4-40)*加速度传感器灵敏度△φ/a=(4-41)2.强度调制型光纤加速度传感器在加速度作用下,板簧发生形变,根据书上(4-42)到(4-49

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