传感器原理课程实验
光强调测量位移和粗糙度的光纤位移传感器
一、实验目的：
了解光纤位移传感器的工作原理
了解光纤位移传感器的输出特性
加深对传感器一些主要静态性能指标的理解
二、实验要求：
根据实验测量的数据，加深对光纤位移传感器输出特性的理解。MATLAB数据拟合的基本方法。掌握放大器的使用。
三、实验仪器：
位移标定架 1台
简单的光纤位移传感器硬件系统 1套
万用表 1个
直流稳压电源 1台
四．实验原理：
光强调成型光纤位移传感器是一种非功能光纤传感器，光纤只起到传光的作用。该传感器是基于改变反射面与光纤端面之间距离的反射光。
在实验中，光纤组合探头端面为光纤端面，校准框架实验反射面为被测物体表面，光源为红外发光二次管，光敏元件为光敏三极管。光纤组合探头如图所示：
固定物体反射面标定架如图所示：
光纤探头固定在孔中，表实验反射面的位移用螺旋测微器准确。由于反射面与探头之间的距离发生变化，光敏三极管感觉的光强度将发生变化，最终反映在硬件系统的输出上。
光纤位移传感器的输出特性如图所示：
从图中可以看出D(探头与实验面的距离)增加，输出电压V为光通量，先增加后减少，但增加过程中灵敏度过高，实验将D控制在灵敏度相对较低的地方AB段落，即将反射面与探头端面之间的距离提前跨越高灵敏度区域。
五．实验步骤：
1． 将光纤探头固定在放置光纤探头的孔中
2． 连接数据传输线和电源线。
3． 打开电源，将电源调整到实验要求的大小(， )
4． 将反射面与光纤探头的距离(左右)适当调整，然后将螺旋测微器游动端定在0点。
5． 打开简易光纤位移传感器硬件系统的开关，指示灯亮，表示电路已通电。
6． 将万用表调整到20V与硬件系统相连，观察输出。
7． 正向旋转测微器每两圈记住万用表读数，记住七次。然后反向旋转，每两圈记住万用表读数，记住7到0。重复上述测量步骤三次。
8.完成数据测量后清理仪器。
9.填写实验数据表。
万用表的读数没有任何反射面 =0.20
螺旋测微器读数D
0mm
2mm
4mm
6mm
8mm
10mm
12mm
万用表读数
3.96
3.66
3.34
2.99
2.63
2.22
1.83
万用表读数
3.94
3.62
3.28
2.93
2.55
2.15
1.79
3.76
3.46
3.14
2.79
2.43
2.02
1.63
3.74
3.42
3.14
2.79
2.43
2.02
1.59
螺旋测微器读数D
0mm
2mm
4mm
6mm
8mm
10mm
12mm
万用表读数
3.93
3.63
3.31
2.98
2.63
2.23
1.83
万用表读数
3.91
3.59
3.26
2.92
2.54
2.15
1.80
3.73
3.43
3.11
2.78
2.43
2.03
1.63
3.71
3.39
3.06
2.72
2.34
1.95
1.60
螺旋测微器读数D
0mm
2mm
4mm
6mm
8mm
10mm
12mm
万用表读数
3.92
3.62
3.30
2.97
2.62
2.23
1.84
万用表读数
3.92
3.60
3.27
2.91
2.54
2.15
1.80
3.72
3.42
3.10
2.77
2.42
2.03
1.64
3.72
3.40
3.07
2.71
2.34
1.95
1.60
六、实验报告内容：
1. 输出特性曲线(用软件程序绘制)MATLAB或Excel)
2. 三个静态参数指标：计算端基线性度、往返程重复性和迟滞。
七、预习要求内容：
1. 预览课本光位移传感器内容。
2. 熟悉实验步骤，预习实验原理。
用matlab结果如下：
端基线性度：3.6643
往返重复性：1.8913
迟滞：1.9701
端基拟合直线：y=373/100 - (141*x)/800