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1、中文摘要.光纤温度传感器的研制与开发摘要本文从光纤的基础入手,首先介绍了光纤的基础知识,诸如:光缆结构,光导纤维的导光原理等,然后结合传感器引入了光纤传感器的定义,分类及工作原理;而本次设计研究的对象是光纤温度传感器的定义,因此以温度为被测量对象,根据实际需要,结合具体传感器自身的特点,选用了半导体吸收型光纤传感器并介绍了其根本结构,基本原理,同时,针对这种方法所存在的缺点提出了几种改进方案并加以阐述;随后给出了半导体吸收型光纤温度传感器的实现电路,由此一个成熟的光纤温度传感器就设计完毕了。当然光纤温度传感器有多种实用的设计方法,本文在探讨了半导体吸收型光
2、纤温度传感器之后,又提到了PN结或硅晶体三极管类型的传感器,并把他们进行了比较,并给出最终结论：本课题应用半导体吸收型光纤温度传感器这种方法。关键词：光纤，温度，光纤传感器，半导体iii英文摘要AbstractThispaperhasintroducedthathowfiber-opticpropagatelight,andthenintroducedthedefinition,thesort,andtheprincipleoffiber-opticsensors.Becauseofmeasuringthetemperature,wechooseakind
3、ofsensorwhichusesthesemiconductoraccordingtothepracticeandtheowncharacteristicofthefiber-opticsensors.Forthiskindofsensorhassomedisadvantage,weimprovedtheschemeandthengiveanideaofthecircuitofthesensor.Therehavesomanykindsofsensors,wethenintroducedothersincludingthesensorwhichusesb
4、imetalandthesensorwhichusesPN-junctionandthencomparedthelatterschemeswiththeformerone.Atlast,wegivetheconclusionthatinthispapertheschemewehaschosenisthesensorthatusessemiconductor.Keywords:Fiber-optic,temperature,fiber-opticsensors,semiconductoriii目录Abstractii绪论11.光纤的基础知识介绍31．1光纤的
5、结构31.2光纤传输原理41.2.1传输条件41.3光纤的温度特性51.4光纤的机械特性6２.传感器的基本概念7２.１传感器的定义与组成72.2光纤传感器基本工作原理及类型82.2.1光纤传感器基本工作原理82.2.2光纤传感器的类型82.2.3传感器的数学模型92.3光纤传感器的调制原理102.4光纤传感器的发展趋势113.半导体吸收型光纤温度传感器133.1工作原理133.2测量装置结构133.3光探测器的简要介绍143.3.1PIN光电二极管143.3.2雪崩二极管（APD）153.3.3半导体发光二极管（LED）163.4光纤传感器的光源要求174
6、.光发射机与光接收机194.1调制方式194.2调制方式的比较194.3光发射机要求204.4光接收机214.4.1光接收机的性能指标215.半导体吸收型光纤温度传感器实现电路245.1、LED数字式驱动电路245.2半导体吸收型光纤传感器的接收电路256.其他几种有效的光纤温度传感器276.1.光纤微弯位移传感器276.2测温PN结或硅晶体三极管作为传感器276.2.1测温原理276.2.2.PN结及晶体管的温度特性286.3基于位移的双金属片光纤温度传感器287.几种常见方案的比较30结论31iii绪论绪论我们知道传感器(sensor)是实现测试和自动
7、控制(包括遥感、遥测、遥控)的首要环节。传感器亦称换能器、变换器，是将被测的某一物理量（或信号）按一定的规律转换成与其对应的另一种物理输出的装置，是将被测的非电物理量如温度等转换成与之对应的易于精确处理的电量或电参量（电压、频率等）输出的一种测量装置。现代的非电量电测系统通常由传感器来采集信息，再进行信息的电量与电量的转换、传输；测量电路（放大整形调解器）。信息的显示，信息的处理等系统组成，而传感器又有敏感元件和转换元件构成，其中转换元器件是将感受到的非电量直接转换为电量的器件。温度（temperature）是反映物体分子热运动的一个物理参数，它是表示物体
8、冷热程度的物理量。温度的测量只能通过物体的某些物理性质随温度变化的
