光纖溫度傳感器實驗

1、光纖溫度傳感器實驗 通常按光纖在傳感器中所起的作用不同，將光纖傳感器分成功能型(或稱為傳感型)和非功能型(傳光型、結(jié)構(gòu)型)兩大類。功能型光纖傳感器使用單模光纖，它在傳感器中不僅起傳導(dǎo)光的作用，而且又是傳感器的敏感元件。但這類傳感器的制造上技術(shù)難度較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，且調(diào)試困難。 非功能型光纖傳感器中，光纖本身只起傳光作用，并不是傳感器的敏感元件。它是利用在光纖端面或在兩根光纖中間放置光學(xué)材料、機械式或光學(xué)式的敏感元件感受被測物理量的變化，使透射光或反射光強度隨之發(fā)生變化。所以這種傳感器也叫傳輸回路型光纖傳感器。它的工作原理是：光纖把測量對象輻射的光信號或測量對象反射、散射的光信號直接傳導(dǎo)到光電

2、元件上，實現(xiàn)對被測物理量的檢測。為了得到較大的受光量和傳輸光的功率，這種傳感器所使用的光纖主要是孔徑大的階躍型多模光纖。光纖傳感器的特點是結(jié)構(gòu)簡單、可靠，技術(shù)上容易實現(xiàn)，便于推廣應(yīng)用，但靈敏度較低，測量精度也不高。 本實驗儀所用到的光纖溫度傳感器屬于非功能型光纖傳感器。 本實驗儀重點研究傳導(dǎo)型光纖溫度傳感器的工作原理及其應(yīng)用電路設(shè)計。在傳導(dǎo)型光纖壓力傳感器中，光纖本身作為信號的傳輸線，利用壓力一電一光一光一電的轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)壓力的測量。主要應(yīng)用在惡劣環(huán)境中，用光纖代替普通電纜傳送信號，可以大大提高壓力測量系統(tǒng)的抗干擾能力，提高測量精度。 相關(guān)參數(shù)： 1、光源 高亮度白光LED，直徑5mm 2、探測

3、器 高靈敏度光敏三極管 3、光纖：光纖芯直徑14、溫度源氣壓范圍：1080攝氏度第二章 實驗指南一、實驗?zāi)康?、1、了解并掌握傳導(dǎo)型光纖溫度傳感器工作原理及其應(yīng)用二、實驗內(nèi)容1、傳導(dǎo)型光纖溫度傳感光學(xué)系統(tǒng)組裝調(diào)試實驗2、發(fā)光二極管驅(qū)動及探測器接收實驗3、傳導(dǎo)型光纖溫度傳感器測壓力原理實驗三、實驗儀器1、光纖溫度傳感器實驗儀 1臺2、集成溫度傳感器 1個3、光纖 1根4、2#迭插頭對 若干5、電源線 1根四、實驗原理 圖1是光纖溫度傳感器裝置系統(tǒng)框圖 光纖溫度傳感器有功能型和傳輸型兩種。功能型光纖溫度傳感器是利用光纖本身的特性把光纖直接作為敏感元件，既感知信息又傳輸信息，從而實現(xiàn)光纖溫度傳感。

4、在傳輸型光纖溫度傳感器中，光纖本身作為信號的傳輸線，利用溫度一電一光一光一電的轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)溫度的測量。主要應(yīng)用在惡劣環(huán)境中，用光纖代替普通電纜傳送信號，可以大大提高溫度測量系統(tǒng)的抗干擾能力，提高測量精度。l、儀表參數(shù)修改，設(shè)定時的人機對話均通過按鍵來實現(xiàn)的。當在第一次使用本產(chǎn)品時，請詳細閱讀下面的操作流程。下限設(shè)定狀態(tài)上限設(shè)定狀態(tài)上電開機正確接線2、注意： 在第二設(shè)定狀態(tài)，當AT=0時，按SET鍵時間超過5秒鐘將退出設(shè)定狀態(tài)，進入正?？刂茽顟B(tài)。 在第二設(shè)定狀態(tài)，當AT=I時，按SET鍵時間超過5秒，系統(tǒng)將退出設(shè)定狀態(tài)并自動進入自整定尋優(yōu)狀態(tài) 在自整定工作狀態(tài)，按SET鍵后，系統(tǒng)將進入設(shè)定狀態(tài)，并

5、退出自整定狀態(tài)，你若要重回自整定狀態(tài)時，則可把AT再設(shè)置成1后退出。 在設(shè)定狀態(tài)設(shè)定完成后，如不按正確操作退出設(shè)定狀態(tài)，超過30秒后。系統(tǒng)將自動退出設(shè)定狀態(tài)，你前次所設(shè)定參數(shù)被宣布無效。 當你為防止別人修改你的參數(shù)時，一izI，-設(shè)-一-,，、：態(tài)把LOK值設(shè)定為023、設(shè)定字符解釋：以下字符每按一次SET鍵后依次出現(xiàn)，根據(jù)不同功能有些字符可能在你所選用的儀表中不存在。字符名稱設(shè)定范圍說明出廠設(shè)定值SO主控設(shè)定09999設(shè)定主控點輸值大小150SL下限絕對值設(shè)定09999設(shè)定下限（下限報警）點數(shù)值大小100SH上限絕對值設(shè)定09999設(shè)定上限（上限報警）點數(shù)值大小200SHP上限偏差值設(shè)定09

6、999設(shè)定上限報警點高于主控設(shè)定點的相差值10SC傳感器修正設(shè)定-2020修正傳感器誤差0P比例范圍1999設(shè)定比例帶大小，不允許設(shè)定為零20積分時間03600s設(shè)定積分時間，設(shè)定為0時關(guān)閉積分功能130d微分時間03600s設(shè)定微分時間，設(shè)定為0時關(guān)閉微分功能30比例周期199s設(shè)定輸出開關(guān)周期，不允許設(shè)定為零繼電器輸出時20其它輸出時2B自整定00：自整定停止01：自整定開始確定自整定 執(zhí)行/關(guān)閉00LOK設(shè)定鎖00：不鎖01：鎖定主控以外的設(shè)定02：所有參數(shù)全鎖定確定參數(shù)修正 允許/不允許00五、注意事項1、不得隨意搖動和插拔面板上元器件和芯片，以免損壞，造成實驗儀不能正常工作。2、光纖

7、傳感器彎曲半徑不得小于3cm，以免折斷。3、在使用過程中，出現(xiàn)任何異常情況，必須立即關(guān)機電以確保安全。六、實驗操作1)傳導(dǎo)型光纖溫度傳感光學(xué)系統(tǒng)組裝調(diào)試實驗 1、集成溫度傳感器插入主機箱面板上散熱塊，連線按照顏色對應(yīng)接入主機箱溫度傳感器接口。光纖兩端分別插入實驗儀面板發(fā)射接收處孔。 2、將主機箱上的輸出“Uo”、“”和電壓表的“+”、“”相連，“mA”上下兩個插孔按顏色對電流表的“+”、“一”輸入插孔。 3、打開主機箱電源，再打開溫控儀電源開關(guān)和致冷器開關(guān)。調(diào)節(jié)溫度，觀察電壓表變化情況，分析原理，系統(tǒng)組裝完成。 4、關(guān)閉電源。2)發(fā)光二極管驅(qū)動及探測器接收實驗 i、集成溫度傳感器插入主機箱面板

8、上散熱塊，連線按照顏色對應(yīng)接入主機箱溫度傳感器接口。 2、打開主機箱電源，再打開溫控儀電源開關(guān)和致冷器開關(guān)。取出發(fā)射端光纖，觀察發(fā)光二極管發(fā)光，發(fā)光二極管發(fā)出的光很耀眼，不要用眼直視。慢慢插入發(fā)射端光纖至底，插入過程中觀察電壓表變化，并分析變化原因。根據(jù)實驗儀面板上探測器接收電路圖示分析探測器工作原理。 3、關(guān)閉電源。3)傳導(dǎo)型光纖溫度傳感器測溫度原理實驗 1、集成溫度傳感器插入主機箱面板上散熱塊，連線按照顏色對應(yīng)接入主機箱溫度傳感器接口。光纖兩端分別插入實驗儀面板發(fā)射接收處孔。 2、將主機箱上的輸出“Uo”、“和電壓表的“+”、“”，相連，“mA，上下兩個插孔按顏色對電流表的“+”、“-”，輸入插孔。 3、打開主機箱電源，再打開溫控儀電源開關(guān)和致冷器開關(guān)。 參照以上溫度控制儀說明，a設(shè)置溫控儀的控制溫度為60。C，待加熱至60。CI寸，調(diào)節(jié)WT2，使電流表顯示值為8mA左右。b設(shè)置溫控儀的控制溫度為IO。C，待冷卻至10時，調(diào)節(jié)WT1，使電流表顯示值為4mA左右。重復(fù)步驟a、b，使溫度在1060之間變化時，電流表能在4mA8mA之間變化。注：該過程為定標過程，最大電流8mh和最小電流4A并不絕對限制，但要保證最大電流不得超過20mA，最小電流要保證發(fā)光器件能夠正常發(fā)光。 4、溫度從10開始，儀表每隔5，記錄一次電壓表讀數(shù)。當溫度加熱