型傳感器原理ppt課件(參考版)
2025-05-06 22:02本頁面
【正文】 下面介紹兩種光開關(guān)： 1） 2D結(jié)構(gòu)的光纖陣列 圖 2D開關(guān)結(jié)構(gòu)的開關(guān)陣列 a) 開關(guān)陣列示意圖 b) 開關(guān)陣列照片 2）微反射鏡技術(shù)的光開關(guān) 圖 微機(jī)械光開關(guān) a)微機(jī)械 1 4光開關(guān) b) 微機(jī)械 1 8光開關(guān)盤 c) 微機(jī)械 2 2光開關(guān) d) 微機(jī)械 2 2光開關(guān) 。 由于質(zhì)量塊的位移 與加速度成正比，因此每個(gè)電容器的電容也與加速度成正比： outC x xCx? ??1x 2xoutx2. 微陀螺 圖 科氏效應(yīng)示意圖 圖 振動(dòng)陀螺工作原理 實(shí)例 1：振動(dòng)音叉陀螺 圖 振動(dòng)音叉陀螺 a)單音叉 b) 雙音叉 c)多音叉 實(shí)例 2:振動(dòng)平板陀螺 圖 振動(dòng)平板陀螺 a) 線振動(dòng)盤 b) 角振動(dòng)盤 a) 線振動(dòng)板 實(shí)例 3:振動(dòng)薄壁陀螺 圖 振動(dòng)薄壁陀螺 a) 單球 b) 環(huán) c) 圓筒 3. 微型光學(xué)傳感器 微傳感器在光學(xué)方面的應(yīng)用越來越廣泛 ， 利用微機(jī)電系統(tǒng)和納米制造技術(shù)，現(xiàn)已開發(fā)出許多用于傳感、通信及顯示系統(tǒng)的分立式或陣列式微型光學(xué)器件。 材料加工技術(shù) 結(jié)構(gòu)材料、功能材料和智能材料 微加工技術(shù) （ 1）體微加工和表面微加工技術(shù) （ 2）鍵合技術(shù) （ 3） LIGA技術(shù)（光刻、電鑄和注塑） （ 4）準(zhǔn)分子激光加工技術(shù) （ 5）特種精密加工技術(shù)（電火花技術(shù)、激光束加工和超精密機(jī)械加工） 微測(cè)量技術(shù) 材料特性檢測(cè)、結(jié)構(gòu)性能檢測(cè)和綜合性能檢測(cè) 集成與控制技術(shù) 包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)、微傳感器和微執(zhí)行器與控制、通信電路以及微能源的集成 幾種典型的微機(jī)電感器 如上圖所示： 該加速度計(jì)有一個(gè)與兩端固定的梁帶動(dòng)中央的質(zhì)量塊構(gòu)成，質(zhì)量塊的位移由其上下金屬電極的電容信號(hào)讀出。（ 2）自頂向下設(shè)計(jì)（ 3）中間相遇設(shè)計(jì)。在具體的微機(jī)電系統(tǒng)中，需要參考物理參數(shù)的關(guān)系式及尺寸效應(yīng)（見課本 296頁 表 54）。 主要從三個(gè)層面介紹： 基礎(chǔ)理論 在微機(jī)電系統(tǒng)中，涉及多種基礎(chǔ)理論方面的研究。 圖 基于 BOFDA的分布式光纖傳感系統(tǒng) 微機(jī)電傳感器 傳感器微型化，是當(dāng)今傳感器技術(shù)的主要發(fā)展方向之一，也是微機(jī)械電子（微機(jī)電）系統(tǒng)（ MicroElectro Mechanical Systems,MEMS）技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。其基本框圖如圖 。 圖 相干自外差 BOTDR系統(tǒng)原理框圖 2）基于布里淵光時(shí)域分析（ BOTDA）技術(shù)的分布式光纖傳感技術(shù) 當(dāng)兩束泵浦光在光纖中反向傳播，并且二者的頻差等于布里淵頻移 時(shí)，弱的泵浦信號(hào)將被強(qiáng)的泵浦信號(hào)放大，稱之為布里淵受激放大作用。 4. 基于布里淵散射的分布式光纖傳感技術(shù) ?1） 基于布里淵光時(shí)域反射（ BOTDR）技術(shù)的分布式光纖傳感技術(shù) ： 圖 基于 BOTDR的分布式光纖傳感系統(tǒng) 傳統(tǒng)方法測(cè)量 布里淵譜線是利用 法布里－珀羅干涉 儀，但由于干涉儀 工作不穩(wěn)定且自發(fā) 布里淵散射信號(hào)相 當(dāng)微弱（比瑞利散 射約小兩個(gè)數(shù)量級(jí)） 檢測(cè)比較困難，因 此，測(cè)得的布里淵 頻移往往不夠準(zhǔn)確。如果傳感光纖支持不同傳播速度的兩種傳輸模，那么在一定外界條件的作用下，光纖本征傳輸模的一部分能量就會(huì)耦合到另一傳輸模中去。在利用后向瑞利散射的光纖傳感技術(shù)中，一般采用光時(shí)域反射（ OTDR）來實(shí)現(xiàn)被測(cè)量的空間定位，典型傳感器的結(jié)構(gòu)如圖 。 2） 以光波長檢測(cè)為基礎(chǔ)的波域分布式 。 圖 藍(lán)寶石高溫光纖傳感系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖 光電探測(cè)器相對(duì)光譜靈敏度 分布式光纖傳感技術(shù) ? 分布式光纖傳感技術(shù)就是應(yīng)用光纖幾何上的一維特性進(jìn)行測(cè)量的技術(shù)，它把被測(cè)量作為光纖位置長度的函數(shù)，可以在整個(gè)光纖長度上對(duì)沿光纖幾何路徑分布的外部物理參量進(jìn)行連續(xù)的測(cè)量。對(duì)于理想“黑體”輻射源發(fā)射的光譜能量可用熱輻射的基本定律之一普朗克 (Plank)公式表述 . 所謂“黑體”、就是能夠完全吸收入射輻射，并具有最大發(fā)射率的物體。
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