光纖式傳感器ppt課件(2)(已修改)
2025-05-18 04:22 本頁面
【正文】 傳感器原理及工程應用 第 10章 光電式傳感器 JIANG HAN UNI 8 光纖傳感器 ? 敏感元件：光纖 ? 參數(shù)變化過程：非電量－ 光信號－ 光纖光調(diào)制－ 電信號 ? 工作原理：光強度調(diào)制、光波長調(diào)制、光頻率調(diào)制、光相位調(diào)制、光振態(tài)調(diào)制、時分調(diào)制 ? 測量參數(shù)：溫度、壓力、應變、位移、速度、加速度、磁、電、 聲和 PH值等 ? 優(yōu)點：受電磁干擾，體積小，重量輕，可繞曲，靈敏度高，耐腐蝕， 高絕緣強度，防爆性好，集傳感與傳輸于一體，能與數(shù)字通信系統(tǒng)兼容等 JIANG HAN UNI 10 光纖傳感器 ? 光纖傳感器的技術基礎 ? 光纖傳感器的機構原理與分類 ? 光纖傳感器的應用 JIANG HAN UNI 光纖傳感器的技術基礎 1. 光纖結構 纖芯：中心的圓柱體 ， 石英玻璃制成 包層：圍繞著纖芯的圓形外層 ， 石英玻璃制成 保護套：多為尼龍材料 ， 以增加機械強度 纖芯 n1包層 n2保 護 層JIANG HAN UNI 光纖傳感器的技術基礎 2. 光纖傳光原理 ? 斯涅耳 （ Snell） 光的折射定律： ? 若要在纖芯和包層的界面上發(fā)生全反射 ， 即 φ ′ ≥ φ c=90176。 2 ?c?i? ?? ??in0n2n1纖芯包層39。s ins in39。s ins in2110????nnnnii??2221a r c s in nnci ??? ??JIANG HAN UNI 光纖傳感器的技術基礎 （ NA） ? 光纖的 NA 越大 ， 表明它的集光能力越強 ， 一般希望有大的數(shù)值孔徑 ， 這有利于提高耦合效率； ? 但數(shù)值孔徑過大 ， 會造成光信號畸變 。 ? 所以要適當選擇數(shù)值孔徑的數(shù)值 ， 如石英光纖數(shù)值孔徑一般為~。 222101s in nnnNA c ??? ?JIANG HAN UNI 光纖基本特征 ：階躍折射率光纖 、 梯度折射率光纖 rOn 1n 2n ( r )rOn 1n 2n ( r )( a )( b )JIANG HAN UNI 光纖基本特征 ：指光波傳播的途徑和方式 。 可分為單模光纖 、 多模光纖 。 ? 一般纖芯直徑為 2~12μm ， 只能傳輸一種模式稱為單模光纖 。 這類光纖的傳輸性能好 ，信號畸變小 ， 信息容量大 ， 線性好 ， 靈敏度高 ， 但由于纖芯尺寸小 ， 制造 、 連接和耦合都比較困難 。 ? 纖芯直徑較大 （ 50~100μm ） ， 傳輸模式較多稱為多模光纖 。 這類光纖的性能較差 ，輸出波形有較大的差異 ， 但由于纖芯截面積大 ， 故容易制造 ， 連接和耦合比較方便 。 JIANG HAN UNI 光纖基本特征 ： （ 1） 高純度石英 (SiO2)玻璃光纖 ， 其特點是光傳輸?shù)膿p耗低； （ 2） 多組分玻璃光纖 ， 其特點是纖芯 包層折射率可以在較大的范圍
教學課件相關推薦
鄂ICP備17016276號-1