测试与传感技术实验指导书全文(2015) - 图文

实验八 光纤传感器应用（位移测量）

一、实验目的

1．了解光纤传感器的工作原理和工作情况。 2．利用单头反射式光纤传感器进行位移测量；

二、实验仪器

计算机，ZCY－Ⅱ型综合传感器实验仪。传感器实验仪所需单元和部件：Y型光纤束，水平千分尺位移架，V/F表，光纤变换器，光电转换耦合器。、数据采集器。

光纤传感器位移测量系统如图8-1所示。

图8-1 光纤位移测量系统

三、实验内容与操作步骤

（一）人工记录、处理实验数据

1．检查光纤传感器安装情况,确保光纤探头装入水平位移架内,并装到底； 2．检查反光膜是否粘贴完整,膜表面是否清洁平整,否则重新更换反光膜； 3．将V/F表置于V表20 V档，光纤变换器增益旋钮置于中间或较小位置； 4．将光纤变换器的电压输出端V-OUT与直流电压表输入端IN相连, 将光纤变换器的接地端与直流电压表的接地端相连，如图8-2所示。

5．接通光纤变换器电源：按下光纤变换器单元电源开关；

6．转动水平千分尺至零位置，此时电压表输出值最小（小于1V最好，也可调整增益旋钮来达到）；

7．转动水平千分尺,每0.1mm位移间隔（千分尺转10格）,从电压表上读取一个光纤

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变换器的输出电压值，填入表8-1（测50—100个值）。

图8-2 光纤位移测量接线图1

表8-1 光纤位移测量输入位移x-输出电压数据记录表

千分尺读数(mm) 输出电压(V) 千分尺读数(mm) 输出电压(V) 千分尺读数(mm) 输出电压(V) 千分尺读数(mm) 输出电压(V) 千分尺读数(mm) 输出电压(V) 千分尺读数(mm) 输出电压(V) （二）计算机记录、处理实验数据

1．检查光纤传感器安装情况,确保光纤探头装入水平位移架内,并装到底； 2．检查反光膜是否粘贴完整,膜表面是否清洁平整,否则重新更换反光膜； 3．将V/F表置于V表20 V档，光纤变换器增益旋钮置于中间或较小位置； 4．将光纤变换器的电压输出端V-OUT与实验仪面板上的直流电压表输入端IN相连, 将光纤变换器的接地端与直流电压表的接地端相连，如图8-2所示。

5．再将光纤变换器的电压输出端V-OUT与数据采集器的CH1端相连,将光纤变换器的接地端与数据采集器的接地端相连， 将数据采集器的微机接口与计算机的串口1相连，如图8-3所示。

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V-OUT CH1 计算机串口1 微机接口数据采集器 图8-3 光纤位移测量接线图2

光纤变换器 6．接通光纤变换器、数据采集器电源；按下采样按钮。

7．转动水平千分尺至零位置，此时电压表输出值最小（小于1V最好，也可调整增益旋钮来达到）；

8．打开计算机，进入Win98，启动综合传感器实验系统。

9．在主界面中，单击界面左边的“新做实验”快捷键，或在“文件”菜单中，选择“新做实验”菜单项，打开相应对话框，在其中填入姓名、班级，然后进入“选择实验”的对话框，选择欲进行的实验：“四一 光纤传感器的位移测量”，单击“完成”按钮后即进入实验四一的实验界面，如图8-4所示。

图8-4 综合传感器实验系统

1）标题栏：显示实验名称：“实验四一、光纤传感器的位移测量”。

2）提示框：对本实验的实验内容进行简单的提示或说明。 3）采样设置说明区（右上角）：显示本实验的采样设置情况。

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4）数据显示区（采样设置说明区的下方）：该区域内显示采样板传递到PC机的电压值。

5）输入间隔：不同的实验有不同的缺省值（本实验为0.02）。

间隔可调：以一定间隔递增或递减，或手工输入。

输入间隔的作用：控制数据表的数据（第一行数据）以所选间隔递增。

6）数据表：表的第一列是表头；表中数据自动以设置的输入间隔等间隔输入。单击数据读入按钮，数据显示区的数据即写入数据表，同时光标跳到后一列的第一行，等待写入新的数据。表中的数据亦可手工输入或修改（本实验位移X第1列改为0）。 7）数据读入[R]：单击该按钮一次，数据显示区的数据写入数据表。表的长度自动增加。

8）数据处理[D]：单击该按钮，将按照菜单项“数据处理”所选内容，依据数据表中的数据进行数据处理，并显示相关结果。

10．执行菜单“数据处理”，在“数据处理选项”对话框选择“实验曲线”、“最大值”、“最小值”等，然后单击“确定”按钮。

11．转动水平千分尺,每0.1mm位移间隔（千分尺转10格），单击“数据读入”按钮，进行一次实验数据的采集。

12．采样50—100个值后，单击“数据处理”按钮，显示位移测量曲线，如图8-5所示。

图8-5 光纤位移测量曲线

四、实验思考题

作出光纤位移测量的V—X关系曲线，从测量曲线可得到什么结论？

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