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文檔簡介

反射式光纖位移傳感器

一、原理二、實物制作三、數據處理一、原理：

光在光纖中傳輸如圖1所示：

反射式光纖位移傳感器是一種傳輸型光纖傳感器。

如圖2：光纖采用Ｙ型結構，兩束光纖一端合并在一起組成光纖探頭，另一端分為兩支，分別作為光源光纖和接收光纖。光從光源耦合到發(fā)射光纖，通過光纖傳輸，射向反射片，再被反射到接收光纖，最后由光電轉換器接收，轉換器接受到的光強與反射體表面性質、反射體到光纖探頭距離有關。

當反射表面位置確定后，接收到的反射光光強隨光纖探頭到反射體的距離的變化而變化。顯然，當光纖探頭緊貼反射片時，接收器接收到的光強為零。隨著光纖探頭離反射面距離的增加，接收到的光強逐漸增加，到達最大值點后又隨兩者的距離增加而減小。在得到電壓與距離的關系之后就可以通過單片機的處理將電壓轉換成距離顯示出來。二、實物制作1、光發(fā)射模塊光源直接選擇激光頭2、光纖傳輸與光電轉換為了提高耦合效率，我們選擇了纖芯直徑較大的塑料光纖。由于是可見光，所以光在反射時要避免可見光的干擾，同樣光電二極管接收的時候也要避免可見光的干擾。3、放大濾波模塊

此部分采用一階有源濾波電路，因為它的電路比較簡單，可以和放大電路合并到一起。進行兩級放大濾波。由于是直流信號，所以我們設定一個較大的截止頻率就好，考慮到fp=0.37f=0.37/(2RC)，以及電阻上的壓降的影響，所以我們選取R=33，C=100。5、AD轉換模塊AD轉換模塊我們選用了芯片TLC1543IN，它擁有11模擬輸入通道，與單片機的接口采用串行接口方式，引線很少，與單片機連接簡單。并且精確度也相對八位的高。6、單片機控制模塊光信號經轉換以后變成電壓信號，這樣就可以得到多組的電壓與距離的對應關系，將電壓與距離的對應關系輸入到MATLAB軟件中進行擬合，擬合出電壓距離的公式以此公式為標準經單片機處理就可以將電壓信號轉換成為距離并顯示在液晶上面。三、數據的處理右圖為實際測得的數據擬合出來的曲線擬合出來的曲線與我們實測的數據非常接近，所以我們就用此公式近似處理電壓信號，將電壓轉換成距離顯示出來。通過硬件實驗平臺和MATLAB等軟件的合理結合，使課內實驗不再是理論知識的枯燥接受，而是創(chuàng)新性和動手實踐的結合。在學習理論知識的同時，培養(yǎng)了動手能力。在實驗中通過對碰到的問題的解決，培養(yǎng)了我們發(fā)現問題、解決問題的能力。增加了自主學習的能力，使我們

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