基于光纖位移傳感器的工作原理與仿真

★★★★★【文章導(dǎo)讀】：基于光纖位移傳感器的工作原理與仿真具體內(nèi)容是：二、組成結(jié)構(gòu)和工作原理1、傳感器結(jié)構(gòu)傳感器的簡略結(jié)構(gòu)如圖1所示，其連桿可以水平方向移動，在連桿上固定了薄膜fizeau干涉儀(tffi)，它的詳細構(gòu)造如圖2所示。<imgstyle="vertical-align:middle;...

來源：日期：2013-12-5 10:31:59 人氣：標簽：

二、組成結(jié)構(gòu)和工作原理

1、傳感器結(jié)構(gòu)

傳感器的簡略結(jié)構(gòu)如圖1所示，其連桿可以水平方向移動，在連桿上固定了薄膜fizeau干涉儀(tffi)，它的詳細構(gòu)造如圖2所示。

2、工作原理

(1)光信號調(diào)制

實際使用時將傳感器與讀數(shù)器(demodulator)連接，讀數(shù)器中白光二極管光源發(fā)出的光從連接讀數(shù)器的光纖的一端入射，傳輸?shù)竭B接fabry- perot傳感器，再由多模光纖射出，照射在tffi干涉儀(光楔)的表面。當tffi水平移動時，照點的位置也會不同。光楔上下兩個表面都鍍有半反射膜，因而構(gòu)成了fabry-perot腔體。當讀數(shù)器發(fā)射的白光的一部分被第一個半反射鏡反射后，其余的白光穿過fabry-perot腔體，且再一次被第二個半反射鏡反射回來，兩束反射光相互干涉，使得原來入射白光的光譜被調(diào)制。

假設(shè)光楔的材料是玻璃，取其折射率n=1.6，入射白光二極管波長范圍根據(jù)文獻[1]取為600nm～1750nm。根據(jù)圖2，光楔上下表面反射光的光程差為2nh，假設(shè)光源光譜所有頻率光波的振幅皆為a，兩束光在相遇點發(fā)生干涉時的相位差為d，光楔面的反射率為r，透射率為1-r，則合成振幅y為：y=a+are-iδ (1)

據(jù)歐拉公式e-iδ=cosδ-isinδ，可得：y(t)=a(1+ rcosδ-irsinδ) (2)

光強與光波振幅的平方成正比，設(shè)光波相遇點的光強度為i，則：

i=y(t)×y(t)*=a2(1+r2+2rcosδ) (3)

對于tffi的某個位置，光楔面的高度為h，不同波長l的光對應(yīng)的干涉相位差δ為：

δ=(2nh/l)×2p=4pnh/l (4)

光強i的極值為：

i=a2(1+r2+2r) (5)