膜的声波引起光纤上下相对移动,调制传导光强。设光强均布,光纤随声波位移的调制系数为:a-纤芯半径;ω-声角频率;-密度;c-声速;-光出射角。Date75.1位移传感器5.1.2光纤小位移传感器1)传光型光纤位移传感器反射式位移传感器原理:光源发出的光经发送光纤从光纤测头端面射出,照射到反射面A,A反射的部分光进入接收光纤。当A面与测头端面的间距z变化时,进入接收光纤的光强随之变化,使光探测器的输出U随z变化,如图b所示。曲线AB段灵敏度高、线性好,但z的变化范围小;CD段灵敏度低,但线性范围相对宽。测头端面处光纤排列情况及反射面情况都与灵敏度、测量范围有关,光纤束面积大,线性测量范围大。Date85.1位移传感器5.1.2光纤小位移传感器2)光强调制位移传感器原理:被测量使光纤弯曲,改变内芯与包层间光的折射方向,使部分光逸出散射进包层,改变所传光的强度,即强度调制.光电器件收到的光强调制信号解调后可得被测量。如图所示,被测位移或压力使变形器位移,光纤微弯变形引起光纤中模式耦合,有些波导模变成了辐射模。内芯中部分光透射入包层,造成微损耗。微弯器件的位置和压力变化使微弯程度与漏光强度成正比,实现了光强调制。Date95.1位移传感器5.1.2光纤小位移传感器2)光强调制位移传感器光强与位移之间有确定函数关系,检测输出光强的变化可确定变形器位移及受力大小。设变形器齿距为(即光纤变形周期),与光纤传播模之间传播参数相当的值为: 式中,d为光纤内芯直径;n1为内芯折射率;NA为数值孔径。一般,大NA和小d的光纤导光能力强。为提高灵敏度,应使光纤弯曲严重。位移和光纤包层直径一定时,内芯占比例越大(加大d),弯曲越大,泄漏光就越多,灵敏度越高。主要性能不足:稳定性不高。应用:可用于位移和压力测量,例如转轴的轴向移动和径向振动等的测量,动态测量需高速光电接口配合使用。Date10
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