光纤传感器位移特性实验(位移传感器使用过程中的注意事项?)

1.位移传感器使用过程中的注意事项?

直线位移传感器也叫电子尺实际上就是一个滑动变阻器，那么直线位移传感器在使用时应注意哪些事项呢？首先电子尺是作为分压器使用，以相对电压来显示所测量位置的实际位置。因此，就对这个装置（电子尺）提出了几点要求：

不能接错电子尺的三条线，1#、3#线是电源线，2#是输出线除1#、3#线电源线可以调换外，2#线只能是输出线。上述线一旦接错，将出现线性误差大，控制精度差，容易显示跳动等现象。如果出现控制非常困难，就应该怀疑是接错线。安装对中性要好，角度容许±12°误差，平行度偏差容许±0.5mm，是指某 一误差，如果角度误差和平行度误差都偏大，就会导致显示数字跳动。在这种情况下，一般可以用万用表的电压档测出电压的波动。一定要作角度和平行度的调整。 请特别注意：在现场将电子尺的铝合金支架更换成不锈钢支架后，同时应将拉杆牵引安装位升高2 Mm。否则，接地问题解决了，又形成了不对中的问题，必须同时解决。 供电电源要有足够的容量，如果电源容量太小，容易发生如下情况：合模运动会导致射胶电子尺显示跳动，或熔胶运动会导致合模电子尺的显示波动。特别是电磁阀 驱动电源于电子尺供电电源在一起时容易出现上述情况，严重时可以用万用表的电压档测量到电压的波动。如果在排除了静电干扰、高频干扰、对中性不好的情况下 仍不能解决问题，也可以怀疑是电源的功率偏小。

对于使用时间很久的电子尺，由于前期产品无密封，可能有很多杂质，并有油、水混合物，影响电刷的接触电阻，导致显示数字跳动，可以认为是电子尺本身的早期损坏。电子尺显示故障的处理简单。设备上只要一只数字式万用表，一段电线即可，只要综合分析，判断问题和解决问题不是困难。

不能有外界的干扰，包括静电干扰和高频干扰。因此，设备的强电线路与电子尺的信号线应分开线槽。电子尺应使用强制接地支架，且使电子尺外壳（可测量端盖螺丝 与支架之间的电阻，应小于1Ω电阻）良好接地，信号线应使用屏蔽线，且在电箱的一端应予将屏蔽线接地或接直流电源负极。静电干扰时，一般万用表的电压测量 非常正常，但就是显示数字跳动；高频干扰时其现象也一样。验证是不是静电干扰，用一段电源线将电子尺的封盖螺丝与机器上某一点金属短接即可，只要一短接， 静电干扰立即消除。但高频干扰就难以用上述办法消除，而且机器手、变频节电器多出现高频干扰，可以用停止机器手或变频节电器的办法验证。

供电电压要稳定，工业电源要求±0.1%的稳定性，比如基准电压10V，允许有±0.01V的波动，否则，会导致显示的较大波动。如果这时的显示波动幅度不超过波动电压的波动幅度，电子尺就属于正常。

（转自米铱）

2.采用光纤传感器测量位移时,造成测量不准确的因素主要有哪些?如何

在位移测量实验中，影响测量稳定性有哪些因素？如何克服环境光的影响？ 位移传感器有若干测量原理，大类分有光学原理和电学原理。

光学原理常见的有激光三角反射式位移传感器和激光脉冲时间差式传感器。二者测量原理不同，会导致误差和测量不稳定的因素也各不相同。

电学原理主要包括电容，电涡流，电感式位移传感器。精密位移传感器测量不稳定，主要从几个方面找原因。

1） 传感器本身的质量和稳定性。跟传感器采用的元器件和制造工艺有很大关系，目前国内很多传感器标称精度都很高了，但是装上去漂移很久，就是这个原因 2）温度影响，传感器上电后本身会有一个升温过程，如果环境温度也不稳定，就会带来测量不稳定。

解决的办法是采用受温度影响较小的标准块，间隔一定时间就测量一下标准块，从而快速补偿由环境温度带来的测量误差 环境光当然也会影响测量结果，但是一般激光类位移传感器允许的环境光都很强。以德国米铱optoNCDT2300为例，其允许10000Lx的环境光，相当于夏日正午的阳光直射，如果在室内用一般没什么问题。

但是如果装在焊接机器人附近测量焊缝，就需要加遮挡物，避免焊接的强光影响测量结果。 德国米铱激光位移传感器optoNCDT系列 光纤传感器测量位移时，对被测物体的表面有些什么要求？ RT。

大学物理实验，光纤传感器及光电传感器实验课后思考题。兵器工业出版社。

光纤光栅传感技术的优点 光纤光栅传感技术除了具有普通光纤传感技术的本质防爆、抗腐蚀、抗电磁干扰、对电绝缘、无电传输等许多优点外，还有一些明显优于其它光纤传感技术的特点： ？ 波长编码的数字式传感，使用可靠性高，寿命长，能进行长期安全监测。 光纤光栅传感技术探测的是光束的波长，是一种波长检测的数字式传感，而波长在光束的传输过程中不受光源起伏、光纤弯曲损耗、连接损耗和探测器老化等因素的影响，另一方面，这项技术也避免了一般干涉型传感器中相位测量的不清晰和对固有参考点的需要。

？ 光纤传输信号，适合远距离在线监测和传输，易于组网。 采用光纤传输携带传感信息的光波，能不失真地远距离传输，有利于远程网络化监控。

？ 一根光纤中写入多个光栅，易于实现分布式自动化在线监测。 在一根光纤上可制备多个甚至数百个光栅探测点，可实现时分复用、波分复用、空分复用，进行长距离分布式测量。

？ 响应时间快、精度高、灵敏度高、分辨率高。 以光纤制备的光纤光栅是光纤光栅传感器的核心器件，它是上世纪九十年代才出现的新型光学器件。

研究表明，光纤光栅的特征波长――布喇格波长对外界环境具有高度敏感的特性，而且在相同的环境下，这个特征波长还具有高度的一致性，因此用它制作的传感器也具有响应时间快、灵敏度高和测量精度高的特性。 ？ 结构简单、易于施工布设。

光纤光栅体积小、重量轻，纤细柔软，容易制作成结构非常简单的传感器探头，便于在现场施工，探头的成活率高。

3.光纤位移传感器对被测物体表面有什么要求

要看使用得传感器的传感方式和运用的方式，一般的光纤位移传感器是利用光的多普勒效应来监控物体的位移，物体对于光的反射面一定要平，可以增加光的反射效率，同时需要物体的运动的方向比较单一，不要出现摆动。

光纤传感器的工作原理是将光源入射的光束经由光纤送入调制器，在调制器内与外界被测参数的相互作用， 使光的光学性质如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等发生变化，成为被调制的光信号，再经过光纤送入光电器件、经解调器后获得被测参数。

整个过程中，光束经由光纤导入，通过调制器后再射出，其中光纤的作用首先是传输光束，其次是起到光调制器的作用。

扩展资料：

物性型光纤传感器原理，物性型光纤传感器是利用光纤对环境变化的敏感性，将输入物理量变换为调制的光信号。其工作原理基于光纤的光调制效应，即光纤在外界环境因素，如温度、压力、电场、磁场等等改变时，其传光特性，如相位与光强，会发生变化的现象。

因此，如果能测出通过光纤的光相位、光强变化，就可以知道被测物理量的变化。这类传感器又被称为敏感元件型或功能型光纤传感器。

激光器的点光源光束扩散为平行波，经分光器分为两路，一为基准光路，另一为测量光路。外界参数（温度、压力、振动等）引起光纤长度的变化和相位的光相位变化，从而产生不同数量的干涉条纹，对它的模向移动进行计数，就可测量温度或压等。

参考资料来源：搜狗百科--光纤传感器

4.位移传感器的选用一般有哪些原则

位移传感器的选用的一般原则：

1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型

要进行—个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。

2、灵敏度的选择

通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽员减少从外界引入的厂扰信号。传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其它方向灵敏度小的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。

3、频率响应特性

传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。

传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。

在动态测量中，应根据信号的特点（稳态、瞬态、随机等）响应特性，以免产生过大的误差。

4、线性范围

传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。

但实际上，任何传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时，在一定的范围内，可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的，这会给测量带来极大的方便。

5、稳定性

传感器使用一段时间后，其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外，主要是传感器的使用环境。因此，要使传感器具有良好的稳定性，传感器必须要有较强的环境适应能力。

在选择传感器之前，应对其使用环境进行调查，并根据具体的使用环境选择合适的传感器，或采取适当的措施，减小环境的影响。

传感器的稳定性有定量指标，在超过使用期后，在使用前应重新进行标定，以确定传感器的性能是否发生变化。

在某些要求传感器能长期使用而又不能轻易更换或标定的场合，所选用的传感器稳定性要求更严格，要能够经受住长时间的考验。

6、精度

精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。传感器的精度越高，其价格越昂贵，因此，传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以，不必选得过高。这样就可以在满足同一测量目的的诸多传感器中选择比较便宜和简单的传感器。

如果测量目的是定性分析的，选用重复精度高的传感器即可，不宜选用绝对量值精度高的；如果是为了定量分析，必须获得精确的测量值，就需选用精度等级能满足要求的传感器。