《检测技术》实验报告 学号

实验三十二 光纤传感器的位移特性实验

一、实验目的

了解光纤位移传感器的工作原理和性能。

二、基本原理

本实验采用的是传光型光纤，它由两束光纤混合后，组成 Y 型光纤，半园分布即双 D 分 布，一束光纤端部与光源相接发射光束，另一束端部与光电转换器相接接收光束。

两光束混合后的端部是工作端亦称探头，它与被测体相距 X，由光源发出的光纤传到端部出射后再经被测体反射回来，另一束光纤接收光信号由光电转换器转换成电量，而光电转换器转换的电量大小与间距 X 有关，因此可用于测量位移。

三、实验器材

主机箱、光纤传感器、光纤传感器实验模板、测微头、反射面。

四、实验步骤

1、 根据图 7-9 示意安装光纤位移传感器和测微头，二束光纤分别插入实验模板上的光电

座（其内部有发光管 D 和光电三极管 T ）中。连接好其它接线。

2、 检查接线无误后，合上主机箱电源开关。调节测微头，使光反射面与Ｙ型光纤头轻触；

再调节实验模板上的 Rw 电位器，使电压表（20Ｖ档）显示为０Ｖ。

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3、 旋转测微头，被测体离开探头，每隔 0.1mm 读取电压表显示值，将数据填入表 7-8。

根据表 7-8 数据画出实验曲线，计算测量范围 1mm 时的灵敏度和非线性误差。实验完毕，关闭电源。

五、实验数据处理

1、 实验数据

X(mm) 12.25 12.35 12.45 12.55 12.65 12.75 12.85 12.95 13.05 13.15 13.25 V(v) 0 0.06 0.16 0.28 0.39 0.51 0.61 0.70 0.81 0.88 0.98 表 7-8 光纤位移传感器输出电压与位移数据

记位移为X，电压为Y， 测量范围为1mm时，拟合曲线表达式为：

y=1.017x?12.48

线性度：由拟合曲线及散点图可以看出，最大偏差在点(12.45,0.16)处，故

?u=0.02165V，yFS=1.017V δ=

灵敏度：

S=

2、 实验曲线

?U

=1.017 ?X

?u

×100%=2.129% yFS

图4.3拟合曲线

六、思考题

光纤位移传感器测位移时对被测体的表面有些什么要求？

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答：光纤传感器位移/输出电压(信号)曲线的形状取决于光纤探头的结构特性，但是输出信号的绝对值却是被测表面反射率的函数，为了使传感器的位移灵敏度与被测表面反射率无关，可采取归一化过程，即将光纤探头调整到位移/输出曲线的波峰位置上，调整输人光使输出信号达到满量程，这样就可对被测量表面的颜色、灰度进行补偿

实验三十四 光电转速传感器的转速测量实验

一、实验目的

了解光电转速传感器测量转速的原理及方法。

二、基本原理

光电式转速传感器有反射型和透射型二种。本实验装置是透射型的（光电断续器），传感器端部二内侧分别装有发光管和光电管，发光管发出的光源透过转盘上通孔后由光电管接收转换成电信号，由于转盘上有均匀间隔的 6个孔，转动时将获得与转速有关的脉冲数，将脉冲计数处理即可得到转速值。

三、实验器材

主机箱、转动源 、光电转速传感器—光电断续器（已装在转动源上）。

四、实验步骤

1、 将主机箱中的转速调节 0～24V 旋钮旋到最小（逆时针旋到底）并接上电压表；再按

图7-12 所示接线。将主机箱中频率／转速表的切换开关切换到转速处。

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2、 检查接线无误后，合上主机箱电源开关。在小于 12V 范围内（电压表监测），调节主

机箱的转速调节电源（即调节电机电枢电压），观察电机转动及转速表的显示情况4。 3、 从 2V 开始每增加 1V 记录相应电机转速的数据（待转速表显示比较稳定后读取数据）。

画出电机的 V-ｎ特性曲线（电机电枢电压与电机转速的关系）。实验完毕，关闭电源。

五、实验数据处理

1、实验数据 电压 转速 2 330 3 570 4 770 5 1020 6 1240 表 5-4

记电压为X，转速为Y，拟合曲线表达式为：

7 1450 8 1680 9 1900 10 2130 11 2350 y=223.9x?111.2

2、实验曲线

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