光纖傳感復(fù)習(xí)題-資料下載頁(yè)
2025-06-07 15:03本頁(yè)面
【正文】 程及應(yīng)用（2）如何進(jìn)一步提高靈敏度（3）屬于功能型還是非功能型（4）此傳感器的調(diào)制類(lèi)型答案：（1）光波長(zhǎng)調(diào)制，是指外界信號(hào)（被測(cè)量）通過(guò)選頻、濾波等方式改變光纖中傳輸光的波長(zhǎng)，測(cè)量波長(zhǎng)變化即可檢測(cè)到被測(cè)量，這種調(diào)制方式稱(chēng)為光波長(zhǎng)調(diào)制。長(zhǎng)周期光纖光柵是一種透射型光纖光柵，無(wú)后向反射，在傳感測(cè)量系統(tǒng)中不需要隔離器，測(cè)量精度高。LPG的耦合發(fā)生在芯層導(dǎo)模與同向傳輸?shù)陌鼘幽Ｖg，因包層的漸逝場(chǎng)分布延伸到了包層外的介質(zhì)中。這決定了LPG本質(zhì)上對(duì)外界折射率非常敏感，尤其是當(dāng)外界折射率接近包層折射率時(shí)更加敏感。過(guò)程：輸入光纖的光模式包括芯模和包層模，當(dāng)?shù)竭_(dá)LPG光柵處，發(fā)生芯模繼續(xù)沿著光纖纖芯進(jìn)行傳輸，而包層模發(fā)生漸逝場(chǎng)的延伸與周?chē)橘|(zhì)直接接觸，于是在終端接收處反映了周?chē)橘|(zhì)的變化量，對(duì)應(yīng)輸出為多強(qiáng)度震蕩。應(yīng)用：直接用LPG可以實(shí)現(xiàn)折射率的測(cè)量、用于化學(xué)濃度的指示等。（2） 根據(jù)工作原理，（人們提出了應(yīng)用不同光纖光柵來(lái)實(shí)現(xiàn)折射率的傳感，并提出了許多種方法或手段來(lái)提高測(cè)量靈敏度，如腐蝕或側(cè)面拋磨的FBG、LPG、閃耀光柵、多模光纖LPG、FBG構(gòu)成的FFPI以及LPG構(gòu)成的MZ干涉儀等）（3） 功能型（4） 波長(zhǎng)調(diào)制型，請(qǐng)分析說(shuō)明（1）此傳感器的工作原理和工作流程（2）屬于功能型還是非功能型（3）此傳感器的調(diào)制類(lèi)型（4）此傳感器可用于什么場(chǎng)合？ 答案：（1）利用彈性體的受壓變形，將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成位移信號(hào)，控制發(fā)射光纖（接收光纖）出射端（入射端）；產(chǎn)生相應(yīng)的線(xiàn)位移或角位移，導(dǎo)致進(jìn)入接收光纖的光束被切割，從而對(duì)光纖傳輸?shù)墓鈴?qiáng)進(jìn)行調(diào)制。 因此，只要設(shè)計(jì)好合理的彈性元件及結(jié)構(gòu)，就可以實(shí)現(xiàn)壓力的檢測(cè)。光纖束的一端分成兩束，其中一束為輸入光源光纖，一束為接收光纖，在Y形光纖束前端放置一感壓膜片，當(dāng)膜片受壓變形時(shí)，使光纖束與膜片間的距離發(fā)生變化，從而使輸出光強(qiáng)受到調(diào)制。 可見(jiàn)，在一定范圍內(nèi)，膜片中心撓度與所加的壓力呈線(xiàn)性關(guān)系。若利用Y形光纖束檢測(cè)位移特性的線(xiàn)性區(qū)，則傳感器的輸出光功率亦與待測(cè)壓力呈線(xiàn)性關(guān)系。（2） 非功能型（3） 光強(qiáng)調(diào)制型應(yīng)用: 一架飛行器為了監(jiān)測(cè)壓力、溫度、振動(dòng)、起落駕駛狀態(tài)、超聲波場(chǎng)和加速度情況，所需要的傳感器超過(guò)100個(gè)。，請(qǐng)分析說(shuō)明（1）工作流程（2）屬于功能型還是非功能型（3）此傳感器的調(diào)制類(lèi)型（4）此傳感器可用于什么場(chǎng)合？答案：（1）工作流程：LD發(fā)射光源，調(diào)頻光經(jīng)校準(zhǔn)后射向1／8波片和測(cè)量反射鏡M,從1／。二光波各自經(jīng)過(guò)不等路徑產(chǎn)生相對(duì)延時(shí)，然后會(huì)合在一起產(chǎn)生干涉并形成光拍。光拍頻率與二波光程差 (1/8波片和反射鏡M之間距離)d成正比。光拍信號(hào)由光電探測(cè)器件處理后,計(jì)算拍頻周期數(shù)得到被測(cè)距離。該裝置變?yōu)閱晤l激光干涉儀，接助精密導(dǎo)軌可測(cè)量相對(duì)位移，；1/8波片和偏振分光棱鏡PBS使光電接收器PDPD2輸出信號(hào)相位相差90176。，可辨別位移方向。（2） 非功能型（3） 頻率調(diào)制型（4） 適合在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用8
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