反射式光纤传感器原理操作步骤

五、注意事项

1.不得随意摇动和插拔面板上的各种元器件,以免造成实验仪不能正常工作。 2.光纤传感器弯曲半径不得小于5㎝,以免折断。

3.旋动螺旋测微丝杆尾帽中出现咔咔声表示不能继续前进,不能超过其量程。 4.在使用过程中,出现任何异常情况,必须立即关机断电以确保安全。 5.不得用手触摸反射面,以免影响实验结果。

六、实验操作

1)光路与机械系统组装调试实验

1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。

图3 光纤传感器安装示意图

2.将发射和接收部分接入电路,探测器输出信号处理电路不接调零电路,输出端U0接入电路板上电压表。

3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。 4.选择智能可调档位200mv或者2v档位。

5.打开电源开关,调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面,观察电压表显示变化,并分析。 6.关闭电源。

2)发光二极管驱动实验

1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。

2.仅仅把发射部分接入电路。

7 3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。

4.打开电源开关,调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面,观察电压表显示变化,并分析。 5.关闭电源。

3)光电探测器PD接收实验

1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。 2.仅仅把接收部分接入电路。

3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。

4.打开电源开关,调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面,观察电压表显示变化,并分析。 5.关闭电源。

4)光纤位移传感器输出信号放大处理实验

1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。

2.将发射和接收部分接入电路,探测器输出信号处理电路接调零电路,输出端U0接入电压表。

3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。

4.打开电源开关,调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面某一距离后维持不动,调节增益旋钮,观察电压表显示变化,并分析。 5.关闭电源。

5) 光纤位移传感器输出信号误差补偿电路

1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座

孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。

2.将发射和接收部分接入电路,探测器输出信号处理电路接调零电路,输出端U0接入电压表。 8 3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触,调节调零旋钮使电压表读书为零。 4.打开电源开关,调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面,观察电压表显示变化,并分析。

5.去掉调零电路重复步骤4,比较有无调零电路结果有何不同,并分析原因。 6.关闭电源。

6)光纤位移传感器测距原理

1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。

2.将发射和接收部分接入电路,探测器输出信号处理电路接调零电路,输出端U0接入电压表。

3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。 4.打开电源开关,选择智能可调200mv或者2v档位,调节调零旋钮使电压表读数为零。

5.调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面,每隔0.05mm读出电压表读数,将其填入表一。

表一

6.根据表一在Excel绘制曲线。 7.分析曲线。 8.关闭电源。

7)利用反射式光纤唯一传感器测量出光强随位移变化的函数关系

1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。

2.将发射和接收部分接入电路,探测器输出信号处理电路接调零电路,输出端U0接入电压表。

3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。9 4.打开电源开关,选择智能可调200mv或者2v档位,调节调零旋钮使电压表读数为零。

5.调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面,每隔0.01mm/0.02mm读出电压表读数,将其填入表二、表三。 位移与电压记录在表一中。

表二

6.根据表二、表三,在Excel分别绘制反射式光纤位移传感器的I-x特性曲线,比

较图像两侧灵敏度的高低。 7.关闭电源。

七、实验思考题

1.根据特性曲线,试想以下反射式光纤位移传感器可以用于哪些环境中测量? 2.室内光线对测试数据有何影响?如何解决?

3.放大器的稳定放大和低噪声对信号有何影响?如何设计? 4.光纤传感器端面对信号有何影响?如何解决?

五、注意事项

1.不得随意摇动和插拔面板上的各种元器件,以免造成实验仪不能正常工作。 2.光纤传感器弯曲半径不得小于5㎝,以免折断。

3.旋动螺旋测微丝杆尾帽中出现咔咔声表示不能继续前进,不能超过其量程。 4.在使用过程中,出现任何异常情况,必须立即关机断电以确保安全。 5.不得用手触摸反射面,以免影响实验结果。

六、实验操作

1)光路与机械系统组装调试实验

1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。

图3 光纤传感器安装示意图

2.将发射和接收部分接入电路,探测器输出信号处理电路不接调零电路,输出端U0接入电路板上电压表。

3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。 4.选择智能可调档位200mv或者2v档位。

5.打开电源开关,调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面,观察电压表显示变化,并分析。 6.关闭电源。

2)发光二极管驱动实验

1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。

2.仅仅把发射部分接入电路。

7 3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。

4.打开电源开关,调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面,观察电压表显示变化,并分析。 5.关闭电源。

3)光电探测器PD接收实验

1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。 2.仅仅把接收部分接入电路。

3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。

4.打开电源开关,调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面,观察电压表显示变化,并分析。 5.关闭电源。

4)光纤位移传感器输出信号放大处理实验

1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。

2.将发射和接收部分接入电路,探测器输出信号处理电路接调零电路,输出端U0接入电压表。

3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。

4.打开电源开关,调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面某一距离后维持不动,调节增益旋钮,观察电压表显示变化,并分析。 5.关闭电源。

5) 光纤位移传感器输出信号误差补偿电路

1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座

孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。

2.将发射和接收部分接入电路,探测器输出信号处理电路接调零电路,输出端U0接入电压表。 8 3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触,调节调零旋钮使电压表读书为零。 4.打开电源开关,调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面,观察电压表显示变化,并分析。

5.去掉调零电路重复步骤4,比较有无调零电路结果有何不同,并分析原因。 6.关闭电源。

6)光纤位移传感器测距原理

1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。

2.将发射和接收部分接入电路,探测器输出信号处理电路接调零电路,输出端U0接入电压表。

3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。 4.打开电源开关,选择智能可调200mv或者2v档位,调节调零旋钮使电压表读数为零。

5.调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面,每隔0.05mm读出电压表读数,将其填入表一。

表一

6.根据表一在Excel绘制曲线。 7.分析曲线。 8.关闭电源。

7)利用反射式光纤唯一传感器测量出光强随位移变化的函数关系

1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。

2.将发射和接收部分接入电路,探测器输出信号处理电路接调零电路,输出端U0接入电压表。

3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。9 4.打开电源开关,选择智能可调200mv或者2v档位,调节调零旋钮使电压表读数为零。

5.调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面,每隔0.01mm/0.02mm读出电压表读数,将其填入表二、表三。 位移与电压记录在表一中。

表二

6.根据表二、表三,在Excel分别绘制反射式光纤位移传感器的I-x特性曲线,比

较图像两侧灵敏度的高低。 7.关闭电源。

七、实验思考题

1.根据特性曲线,试想以下反射式光纤位移传感器可以用于哪些环境中测量? 2.室内光线对测试数据有何影响?如何解决?

3.放大器的稳定放大和低噪声对信号有何影响?如何设计? 4.光纤传感器端面对信号有何影响?如何解决?


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