实验五：光纤位移传感器-位移测试实验.docx

实验五：“光纤位移传感器-位移测试实验”旨在让学生深入了解和掌握光纤位移传感器的工作原理，以及如何通过实验操作来测试和分析这种传感器的性能。在这个实验中，重点涉及了半导体工艺、光纤传感器技术以及微小长度量的测量方法。 光纤位移传感器是一种基于光的传输特性的非功能性传感器，其核心是导光型光纤。实验中使用的传感器由两支多模光纤组成，一支用于发射近红外光，另一支接收反射回来的光。当光纤探头与反射物（如电机叶片）接触时，由于光的反射，接收端能检测到光强。通过测量光强的变化，可以推算出探头与反射物之间的位移。 实验步骤包括： 1. 连接光纤传感器、光电变换组件和光纤变换电路，将输出电压Vo连接到数字电压表。 2. 定位光纤探头，确保其与位移平台上的反射物平行。 3. 在低光照环境下，调整位移平台，记录不同位移下的电压值，形成位移-电压曲线。 实验数据显示，随着位移的增加，电压值也相应变化。曲线呈现出前坡和后坡两个区域，前坡线性度较好，适合进行精确位移测量。后坡虽然工作范围较大，但线性度较差，可能造成测量精度的下降。 实验数据分析指出，由于光电变换组件的不一致性和放大电路参数的差异，传感器的实际表现可能存在波动。因此，在实际应用中，需要选择传感器的线性度较好的前坡特性范围，以确保测量的准确性。 这个实验不仅让学生掌握了光纤位移传感器的基本原理，还提供了实际操作的机会，让他们学习如何设置实验环境、连接设备、记录数据，并对数据进行分析，从而理解传感器的性能特点。此外，实验还强调了在真实环境中考虑设备一致性、优化测量方法的重要性，这对培养学生的实践能力和问题解决能力具有重要意义。