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1、成绩仪器与电子学院实验报告操作性实验）班级：学号：学生姓名：实验题目：反射式光纤位移传感器特性实验一、实验目的1）掌握反射光纤位移传感器工作原理；2）掌握反射光纤位移传感器静态特性标定方法。二、实验仪器及器件光纤、光电转换器、光电变换器、电压表、支架、反射片、测微仪。三、实验内容及原理反射式光纤位移传感器的工作原理如图 3 所示，光纤采用 Y 型结构，两束多模光纤一端合并组成光纤探头，另一端分为两束，分别作为接收光纤和光源光纤，光纤只起传输信号的作用。当光发射器发生的红外光，经光源光纤照射至反射体，被反射的光经接收光纤至光电转换元件将接收到的光信号转换为电信号。其输出的光强决定于反射体距光纤
2、探头的距离，通过对光强的检测而得到位移量。图 1 反射式光纤位移传感器原理及输出特性曲线四、实验步骤1、观察光纤结构：本仪器中光纤探头为半圆型结构，由数百根光导纤维组成，一半为光 源光纤，一半为接收光纤。2、将原装电涡流线圈支架上的电涡流线圈取下，装上光纤探头，探头对准镀铬反射片（即 电涡流片）。3、振动台上装上测微仪，开启电源，光电变换器 Vo 端接电压表。旋动测微仪，带动振 动平台，使光纤探头端面紧贴反射镜面，此时Vo输出为最小。然后旋动测微仪，使反射 镜面离开探头，每隔0.5mm取一 Vo电压值填入下表，作出VX曲线。4、根据所测数据求出平均值后，在坐标纸上画出输出电压-位移特性曲线（分
3、前坡和后坡）， 计算灵敏度S=，并在坐标纸上画出VX关系线性、灵敏度、重复性、迟滞曲线。五、实验测试数据表格记录表1位移/mm0.511.522.533.544.555.51正0.861.672.122.22.051.821.571.351.150.990.841反0.821.652.12.182.031.791.531.311.110.950.842正0.841.642.12.192.071.841.581.361.160.990.852反0.811.642.092.172.031.791.541.321.120.960.853正0.851.662.112.182.041.801.531.3
4、51.130.980.843反0.831.642.092.162.021.781.511.341.100.950.84正行程均值0.851.65666672.112.192.0533331.821.561.353331.146670.986670.84333反行程均值0.821.64333332.09333332.172.0266671.78666671.5266671.323331.110.953330.84333六、实验数据分析及处理1、线性度：线性图图 2 线性曲线由于线性方程误差较大，又生成了多项式方程表2maxyFS-1.009552.19二 46.1%位移/mm0.511.522.
5、533.544.555.5非线性误差-1.00955-0.1322330.391750.54240.47638330.31370.12435-0.0116667-0.1476833-0.23703333-0.30971672、灵敏度:AS 二 0.14133、重复性：系列1 系列2 系列3 系列4 系列5 系列6图3表3 重复性误差1正-2正0.020.030.020.01-0.02-0.02-0.01-0.01-0.010-0.011正-3正0.010.010.010.020.010.020.0400.020.0102正-3正-0.01-0.02-0.010.010.030.040.050.
6、010.030.010.01重复性eR二齐二罟二228%FS4、迟滞表41正T反0.040.020.020.020.020.030.040.040.040.0402正-2反0.0300.010.020.040.050.040.040.040.0303正-3反0.020.020.020.020.020.020.020.010.030.030迟滞 et 二卩二 219 二2-28%FS六、实验结论与感悟1、实验结论灵敏度为AS二0.1413非线性误差为e广maxyFSmax重复性为yFSmax迟滞为yFS-1.009552.19二 46.1%0.052.190.052.19二 2.28%二 2.28%2、 通过本次实验，我掌握了光纤传感器的基本工作原理及其静态标定方法。在本次实验中， 非线性度较大，线性方程对于该数据误差较大，所以我又拟合了二次方程 y二-0.1584x2 + 08091x + 09006，二次方程相对于线性方程误差小。本次实验数据通过Excel 处理，完整地将数据结果展现出来，避免了手工计算和作图的误差甚至错误的出现。
反射式光纤位移传感器特性实验
