基于光纖傳感器的位移計(jì)設(shè)計(jì)-文庫吧
2024-10-21 02:54 本頁面
【正文】 意的一種傳感器。 光纖傳感器憑借著其大量的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為傳感器家族的后起之秀，并且在各種不同的測量中發(fā)揮著自己獨(dú)到的作用，成為傳感器家族中不可缺少的一員。 關(guān)鍵詞： 光纖 ； 傳感器 ； 位移計(jì) 沈陽航空工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 基于光纖傳感器的位移計(jì)設(shè)計(jì) 第 2 頁 1. 概述 ： 是將來自光源的光經(jīng)過光纖送入調(diào)制器，使待測參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)（如光的強(qiáng)度、波長、頻率、相位、偏正態(tài)等）發(fā)生變化，稱為被調(diào)制的信號光，在經(jīng)過光纖送入光探測器，經(jīng)解調(diào)后，獲得被測參數(shù)。一類是功能型（傳感型）傳感器 。 另一類是非功能型（傳光型）傳感器。 , 被測量對光纖內(nèi)傳輸?shù)墓膺M(jìn)行調(diào)制 , 使傳輸?shù)墓獾膹?qiáng)度、相位、頻率或偏振態(tài)等特性發(fā)生變化 , 再通過對被調(diào)制過的信號進(jìn)行解調(diào) , 從而得出被測信號。 光纖在其中不僅是導(dǎo)光媒質(zhì)，而且也是敏感元件，光在光纖內(nèi)受被測量調(diào)制，多采用多模光纖。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、靈敏度高。 缺點(diǎn)：須用特殊光纖，成本高 , 光纖僅作為信息的傳輸介質(zhì)，常采用單模光纖。 光纖在其中僅起導(dǎo)光作用，光照在光纖型敏感元件上受被測量調(diào)制。 優(yōu)點(diǎn)：無 需特殊光纖及其他特殊技術(shù)，比較容易實(shí)現(xiàn)，成本低。 缺點(diǎn)：靈敏度較低。 2. 方案論證 3. 電路工作原理及說明 光纖傳感器靜態(tài)特性 測量 如 圖 4接線：因光 /電轉(zhuǎn)換器內(nèi)部已按裝好，所以可將電信號直接經(jīng)差動放大器放大。F/V顯示表的切換開關(guān)置 2V 檔，開啟主、副電源。 圖 4 測光纖傳感器靜態(tài)特性電路框圖 測量光纖傳感器的靜態(tài)特性得到如下表： Δ X（ mm） 指示（ V） 沈陽航空工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 基于光纖傳感器的位移計(jì)設(shè)計(jì) 第 3 頁 Δ X（ mm） 指示（ V） 表一 光纖傳感器靜態(tài)特性數(shù)據(jù)表 光纖位移傳感器的動態(tài)測量 CI。 圖 5 整流濾波電路 原理框圖 整流電路 的原理是 利用單向?qū)щ娫?，?50Hz 的正弦交流電變換成脈動的 交流電，然后傳送給濾波電路 。 濾波電路 的原理是 利用一個較大的電容， 將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓 ，然后傳送給穩(wěn)壓電路。為了得 到較為平滑的輸出電壓，選擇電容時應(yīng)選擇較大的電容。大概 60uF以上就行。 穩(wěn)壓電路 穩(wěn)壓 電路 原理框圖 如圖 6所示。 圖 6 穩(wěn)壓 電路 原理框圖 穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化 選擇電阻時， R2與 R3的選擇可根據(jù)公式 R2= 進(jìn)行匹配。 4. 電路性能指標(biāo)的測試 用示波器（ XSC1）直接測量輸出電阻 RL兩端的波形圖，觀察波形的幅值。測量電路圖如下： 圖 7 電路性能指標(biāo)測試 電路圖 當(dāng)滑動變阻器上半部分最大時，輸出截圖如下 圖 8當(dāng)滑動變阻器上半部分最大時的電壓波形 沈陽航空工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 基于光纖傳感器的位移計(jì)設(shè)計(jì) 第 4 頁 圖 9當(dāng)滑動變阻器上半部分最大時電流值 圖 10當(dāng)滑動變阻器上半部分最大時紋波電壓 Uomin 值 (V) I 值 (mA) 線性標(biāo)度變換是最常用的標(biāo)度變換方式，其前提條件是被測參數(shù)值與 A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)果為線性關(guān)系。線性關(guān)系標(biāo)度變換的公式為 : 0000 )( ANN NNAAA mxmx ????? 式中， 0A －一次測量儀表的下限； mA －一次測量儀表的上限； xA —— 實(shí)際測量值（工程量）； 0N －儀表下限所對應(yīng)的數(shù)字量； mN —— 儀表上限所對應(yīng)的數(shù)字量； xN －－測量值所對應(yīng)的數(shù)字量。 式 為線性標(biāo)度變換的通用公式，其中 mA 0A mN 0N 對某一固定的被測參數(shù)來說都是常數(shù)，不同的參數(shù)有著不同的值。為了使程序設(shè)計(jì)簡單，一般把一次測量儀表的下限 A0 所對應(yīng)的A／ D 轉(zhuǎn)換值置為 0，即使 N0＝ 0。這樣式可寫成： 00 )( ANNAAA mxmx ??? 在很多系統(tǒng)中，儀表下限值 A0＝ 0，此時，其對應(yīng)的 N0＝ 0，式可進(jìn)一步簡化為： mxmx NNAA ? 式 ）即為在不同情況下的線性儀表測量參數(shù)的標(biāo)度變換公式。 當(dāng)滑動變阻器上半部分最小時，輸出截圖如下 圖 11當(dāng)滑動變阻器上半部分最小時電壓波形 沈陽航空工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)論文 基于光纖傳感器的位移計(jì)設(shè)計(jì) 第 5 頁 圖 12當(dāng)滑動變阻器上半部分最小時電流 圖 13當(dāng)滑動變阻器上半部分最小時紋波電壓 在 額定負(fù)載且輸入電壓產(chǎn)生最大變化的條件下，輸出電壓產(chǎn)生的變化量△ U0稱為電壓調(diào)整率 dU=(UoU)/Uo=（ ） /*100%=%； 在輸出電壓一定且負(fù)載電流產(chǎn)生最大變化的條件下，輸出電壓 的變化量△ U0 稱為電流調(diào)整率 ()/*100%=1%ML8155 EQU 0DF00H K8155A EQU 0DF01H K8155B EQU 0DF02H K8155C EQU 0DF03H DTIMER0 EQU 30H 。?；延時時間的初值 DTIMER1 EQU 31H 。；調(diào)用延時子程序的次數(shù) SET_VH EQU 50H 。 預(yù)置值的高位 SET_VL EQU 51H 。 預(yù)置值的低位 SET_VL1 EQU 52H 。 預(yù)置值的低位的高位 SET_VL2 EQU 53H 。 預(yù)置值的低位的低位 ADVAL EQU 3FH 。 AD 轉(zhuǎn)換結(jié)
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