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信息容量大被測信號以光波為載體,而光的頻率極高
信息容量大 被測信號以光波為載體,而光的頻率極高,所容納的頻帶很寬,同一根光纖可以傳翰多路信號。 適用于惡劣環(huán)境 光纖是一種電介質,耐高壓、耐腐蝕、抗電磁干擾,可用于其它傳感器所不適應的惡劣環(huán)境中。此外,光纖傳感囂還具有質量輕、體積小、可繞曲、測量對象廣泛、復用性好、成本低等特點。 中文名稱:光纖傳感器 英文名稱:optical fiber transducer 定義1:利用光導纖維的傳光特性,把被測量轉換為光特性(強度、相位、偏振態(tài)、頻率、波長)改變的傳感器。 應用學科:航空科技(一級學科);飛行控制、導航、顯示、控制和記錄系統(tǒng)(二級學科)。 定義2:利用光纖技術和光學原理,將感受的被測量轉換成可用輸出信號的傳感器。 應用學科:(一級學科);(二級學科);傳感器一般名詞(三級學科)。
光纖傳感器結構原理及分類
光纖傳感器結構原理及分類 非功能型(或稱傳光型)光纖傳感器 光纖僅起導光作用,只"傳"不"感",對外界信息的"感覺"功能依靠其他物理性質的功能元件完成。光纖不連續(xù)。此類光纖傳感器無需特殊光纖及其他特殊技術,比較容易實現,成本低。但靈敏度也較低,用于對靈敏度要求不太高的場合。通常有利用光彈效應的聲、壓力或振動傳感器;利用磁致伸縮效應的電流、磁場傳感器;利用電致伸縮的電場、電壓傳感器以及利用光纖賽格納克(Sagnac)效應的旋轉角速度傳感器(光纖陀螺)等。這類傳感器的靈敏度很高。但由于須用特殊光纖及檢測系統(tǒng),因此成本高。
光纖傳感器與以電為基礎的傳感
目前,已證明用光纖可構成檢測加速度、速度、位移、角加速度、角速度、角位移、壓力、彎曲、應變、轉矩、溫度、電壓、電流、液面、流量、流速、濃度、PH值、磁、聲、光、射線等多種物理量的傳感器,這些傳感器與以電為基礎的傳統(tǒng)傳感器相比較,在測量原理上有本質的差別。傳統(tǒng)傳感器是以機-電測量為基礎,而光纖傳感器則以光學測量為基礎。
如下圖所示,以電為基礎的傳統(tǒng)傳感器是一種把被測量的狀態(tài)轉變?yōu)榭蓽y電信號的裝置,是由電源、敏感元件、信號接收和處理系統(tǒng),以及傳輸信息所用金屬導線組成。光纖傳感器則是一種把被測量的狀態(tài)轉變?yōu)榭蓽y光信號的裝置。由光發(fā)送器、敏感元件(光纖或非光纖的)、光、信號處理系統(tǒng),以及光纖構成。由光發(fā)送器發(fā)出的光經源光纖引導至敏感元件,在這里,光的某一性質受到被測量的調制。已調光經接收光纖耦合到光,使光信號變?yōu)殡娦盘?,后經信號處理系統(tǒng)處理,得到我們所期待的被測量。
光纖傳感器的基本工作原理
光纖傳感器的基本工作原理是將來自光源的光經過光纖送入調制器,使待測參數與進入調制區(qū)的光相互作用后,導致光的光學性質(如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態(tài)等)發(fā)生變化,稱為被調制的信號光,再利用被測量對光的傳輸特性施加的影響,完成測量。
光纖傳感器的測量原理有兩種:
物性型光纖傳感器原理,物性型光纖傳感器是利用光纖對環(huán)境變化的敏感性,將輸入物理量變換為調制的光信號。其工作原理基于光纖的光調制效應,即光纖在外界環(huán)境因素,如溫度、壓力、電場、磁場等等改變時,其傳光特性,如相位與光強,會發(fā)生變化的現象。