反射式光纤位移传感器原理及应用

反射式光纤位移传感器的工作原理如图9.21所示。由恒定光源发出的光经耦合进入入射光纤，并从入射光纤的出射端射向被测物体，被测物体反射的光一部分被接收光纤接收，根据光学原理可知反射光的强度与被测物体的距离有关系。

图9.21　反射式光纤位移传感器的工作原理

从图9.22所示特性曲线可看出，当被测物体从距离零逐渐远离光纤位移探头时，输出信号随位移的增大而增加，直到达到最大输出；如果被测物体再远离光纤位移探头时，输出信号逐渐减弱。出现上述现象的原因是光纤探头光照面积和光反射面积的变化。当光纤探头紧贴在被测物体上时，接收光纤接收不到反射光，光电转换元件没有光电流输出。当被测物体逐渐远离光纤探头时，由于入射光纤照亮被测物体表面的面积A越来越大，相应的发射光锥和接收光锥重合面积B也越来越大，因此接收光纤受反射光照射的面积也逐渐增大，使光电转换电路输出的电流逐渐增大，直达曲线上的最亮点Imax。当到达Imax之后，被测物体继续远离时，反射光射入接收光纤的强度逐渐减小，所以光电转换电路的输出信号也逐渐减弱。

图9.22　光纤位移传感器的输出特性(www.xing528.com)

在实际应用中，常把位移的原点移至曲线的dm处，这样就把曲线分为左右两边，左边的曲线为近程位移测量曲线，右边的为远程位移测量曲线。

光纤位移传感器的光反射原理如图9.23所示。

图9.23　光纤位移传感器的光反射原理

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