光纤位移传感器综述.pdf

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1、2015年第34卷第1O期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)、DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)10--0001--03综述与评论I光纤位移传感器综述苏珊．一，侯钰龙，-，刘文怡，张会新，刘佳，(1．中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室。山西太原030051；2．中北大学电子测试技术重点实验室，山西太原030051)摘要：基于普通位移传感器与光纤位移传感器两者的性能特征，概述光纤传感技术在位移传感方面上的优势。将光纤位移传感器分为

2、两大类：本征型和非本征型，并详细介绍各类光纤位移传感器的原理、结构以及特点。根据其原理进一步探讨光纤位移传感技术的发展与应用。关键词：光纤；光纤传感技术；光纤位移传感器；位移传感中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)10-0001--03nKeVl●eW0nIml’ber-opt·i-Cd-i_splacement·sensOrsuShan，HOUYn-10ng，一，LIUWen．yi，-。ZHANGHui—xin，LIUJia．一(1．KeyLaboratoryofInstru

3、mentationScience&DynamicMeasurement，MinistryofEducation，NorthUniversityofChina，Taiymm030051，China；2．ScienceandTechnologyonElectronicTest&MeasurementLaboratory，NorthUniversityofChina，Taiynan030051，China)Abstract：Advantagesoffiber-opticsensingtechnologyindisplace

4、mentsensingaspectbasedonperformancecharacteristicsofbothofordinarydisplacementsensorandopticalfiberdisplacementsensor．Fiber—opticdisplacementsensor(FODS)canbedividedintotwokinds：intrinsicandextrinsic，anddetaildescriptionofeachkindofFODSisgiven，suchastheory，conf

5、igurationandfeatures．Developmentandapplicationissummarizedbasedonitstheory．Keywords：fiber-optic；fiber—opticsensingtechnology；fiber—opticdisplacementsensor(FODS)；displacementsensing0引言式位移传感器是在光纤上制作一定结构来实现“传”和位移传感器又称为线性传感器，有电感式位移传感器、“感”相结合的位移器件。与其他位移传感器有以下几个电容式位移

6、传感器、光电式位移传感器以及超声波式位移方面的不同：传感器等多种类型，是运用最广泛的传感器之一J。其1)从材料上讲，光纤位移传感器的基本制作材料是光中，电容式位移传感器一般量程都很小，小于1mm，其精度纤。光纤的柔韧性好，抗电磁干扰以及抗腐蚀等特性，使之特别高，一般用于厚度测量。但是需要事先对被测体的导成为制作新型传感器的重要材料之一，进而使得光纤位移电性进行标定再进行测量，响应频率几千赫到几十千赫不传感器具有更为广泛的应用前景。等，量程一般是mm级，精度一般是m级．3J。超声波式2)从原理上讲，光纤制作位移传感器件

7、时，其本身既传感器属于非接触式测量传感器，其精度高，但由于声波脉可作为传光元件，又可作为感知器件，实现“传”和“感”相冲间具有一定间隔，因此，它只能实现准实时的位移检测，结合。光纤位移传感器是以光作为信息载体，其传输速度而不能实现实时的位移测量。电感式位移传感器，按其结快，使得光纤位移传感器的响应速度快。构和原理一般都是由固定线圈和可动铁芯组成，当铁芯在3)从结构上讲，光纤位移传感器的结构大致分为三部线圈内沿轴向运动时，通过线圈电感的变化达到检测位移分，即光源，光纤以及光探测器。其结构简单，设计灵活、造的目的。但这类

8、传感器对于大位移测量而言，普遍存在着价低廉、稳定性好。测量范围窄，结构较复杂，应用场合有限等问题_4．5J。光纤由于光纤位移传感器的优良特性，使之广泛地用于医收稿日期：2015-01-23基金项目：国家自然科学基金重点资助项目(51275491)2传感器与微系统第34卷疗、交通、电力、机械、航空航天等各个领域。在未来，光纤光纤位移传感器是最具有