光纤位移传感器的工作原理 光纤位移传感器的分类及其功能介绍

光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可测的光信号的传感器。光纤传感器的工作原理是将光源入射的光束经由光纤送入调制器，在调制器内与外界被测参数的相互作用， 使光的光学性质如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等发生变化，成为被调制的光信号，再经过光纤送入光电器件、经解调器后获得被测参数。整个过程中，光束经由光纤导入，通过调制器后再射出，其中光纤的作用首先是传输光束，其次是起到光调制器的作用。接下来小编给大家介绍一下光纤位移传感器的工作原理以及光纤位移传感器的分类及其功能介绍。

1.光纤位移传感器的工作原理

光纤位移传感器的工作原理是：当光纤探头端都紧贴技测件时，发射光纤中的光不能反射到接收光纤中去，出而就不能产生光电流信号;当被测表面逐渐远窝光纤探头时，发射光纤照亮被测表面的面积月越来越大，使相应的发射光锥和接收光维重台面积B1越来越大，于是接收光纤端面上按照亮的B2区也越来越大，从而有一个与探头位移成线性增长的输出信号;当整个接收光纤端面被全部照亮时，输出信号就达到了位移—输出信号曲线上的“光峰点”光峰点以前的这段曲线叫前坡区;当被测表面继续远离探头时，由于被反射光照亮的B2面积大于C，即有部分反射光没有反射进接收光纤，而且出于接收光纤更加远离被测表面，使接收到的光强减小，因而光敏检测器的输出信号逐渐减弱，于是进入曲线的后坡区。在后坡区，信号强弱与探头和被测表面之间的距离平方成反比。在位移—输出曲线的前坡区中，输出信号的强度增加得非常快，所以这一区域可以剧来进行微米级的位移测量;后坡区域可用于距离较远而灵敏度、线性度和精度要求不高的测量;而在所谓的光峰区域，输出信号对于光强度变化的灵敏度要比对于位移交化的灵敏度大得多，所以这个区域可用于对表面状态进行光学测量。照明和接收光纤的排列方式主要有以下几种：随机分布，同辐外传光分布、同轴内传光分布和对半分布。

光纤压力传感器的工作原理类似于光纤位移传感器。光源发出的光出发剔光纤传输并投射到膜片的内表面上，然后反射，再由接收光纤接收并传回光敏元件，使股最的位置发生变化，从而输出的信号随之发生变化。与光纤位移传感器本向之处世，腆丹位置的微小变化是膜片在压力的作用下所产生的挠曲而引起的，而且光通量是膜斤的形状以及探头到膜片的平均距离的函数。

2.光纤位移传感器的分类及其功能介绍

光纤位移传感器可分为元件型和天线型两种，前者用光纤作敏感元件，后者把光纤端面作为检测光的天线。

元件型光纤传感器是通过压力和应变等机械量使光纤特性发生变化来检测位移，其工作原理如下图所示。图（a）示出由于光纤长度和周径等变化，使光在光纤中传播的相位发生变化。该相位发生变化的光跟通过参考光纤的未发生相位变化的光发生干涉，根据干涉光强度的变化即可检测位移。图（b）是将位移转换成光纤弯曲应变的例子，弯曲使损耗增加，故输出光强度发生变化。图（c）示出了高灵敏度位移传感器的结构，用这种线状形光纤，很小的力就能产生较大的位移。元件型传感器可在恶劣环境中工作，这是天线型传感器难以媲美的。