光纖傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)(位移傳感器使用過程中的注意事項(xiàng)?)

1.位移傳感器使用過程中的注意事項(xiàng)?

直線位移傳感器也叫電子尺實(shí)際上就是一個(gè)滑動(dòng)變阻器，那么直線位移傳感器在使用時(shí)應(yīng)注意哪些事項(xiàng)呢？首先電子尺是作為分壓器使用，以相對(duì)電壓來顯示所測(cè)量位置的實(shí)際位置。因此，就對(duì)這個(gè)裝置（電子尺）提出了幾點(diǎn)要求：

不能接錯(cuò)電子尺的三條線，1#、3#線是電源線，2#是輸出線除1#、3#線電源線可以調(diào)換外，2#線只能是輸出線。上述線一旦接錯(cuò)，將出現(xiàn)線性誤差大，控制精度差，容易顯示跳動(dòng)等現(xiàn)象。如果出現(xiàn)控制非常困難，就應(yīng)該懷疑是接錯(cuò)線。安裝對(duì)中性要好，角度容許±12°誤差，平行度偏差容許±0.5mm，是指某 一誤差，如果角度誤差和平行度誤差都偏大，就會(huì)導(dǎo)致顯示數(shù)字跳動(dòng)。在這種情況下，一般可以用萬用表的電壓檔測(cè)出電壓的波動(dòng)。一定要作角度和平行度的調(diào)整。 請(qǐng)?zhí)貏e注意：在現(xiàn)場(chǎng)將電子尺的鋁合金支架更換成不銹鋼支架后，同時(shí)應(yīng)將拉桿牽引安裝位升高2 Mm。否則，接地問題解決了，又形成了不對(duì)中的問題，必須同時(shí)解決。 供電電源要有足夠的容量，如果電源容量太小，容易發(fā)生如下情況：合模運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致射膠電子尺顯示跳動(dòng)，或熔膠運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致合模電子尺的顯示波動(dòng)。特別是電磁閥 驅(qū)動(dòng)電源于電子尺供電電源在一起時(shí)容易出現(xiàn)上述情況，嚴(yán)重時(shí)可以用萬用表的電壓檔測(cè)量到電壓的波動(dòng)。如果在排除了靜電干擾、高頻干擾、對(duì)中性不好的情況下 仍不能解決問題，也可以懷疑是電源的功率偏小。

對(duì)于使用時(shí)間很久的電子尺，由于前期產(chǎn)品無密封，可能有很多雜質(zhì)，并有油、水混合物，影響電刷的接觸電阻，導(dǎo)致顯示數(shù)字跳動(dòng)，可以認(rèn)為是電子尺本身的早期損壞。電子尺顯示故障的處理簡(jiǎn)單。設(shè)備上只要一只數(shù)字式萬用表，一段電線即可，只要綜合分析，判斷問題和解決問題不是困難。

不能有外界的干擾，包括靜電干擾和高頻干擾。因此，設(shè)備的強(qiáng)電線路與電子尺的信號(hào)線應(yīng)分開線槽。電子尺應(yīng)使用強(qiáng)制接地支架，且使電子尺外殼（可測(cè)量端蓋螺絲 與支架之間的電阻，應(yīng)小于1Ω電阻）良好接地，信號(hào)線應(yīng)使用屏蔽線，且在電箱的一端應(yīng)予將屏蔽線接地或接直流電源負(fù)極。靜電干擾時(shí)，一般萬用表的電壓測(cè)量 非常正常，但就是顯示數(shù)字跳動(dòng)；高頻干擾時(shí)其現(xiàn)象也一樣。驗(yàn)證是不是靜電干擾，用一段電源線將電子尺的封蓋螺絲與機(jī)器上某一點(diǎn)金屬短接即可，只要一短接， 靜電干擾立即消除。但高頻干擾就難以用上述辦法消除，而且機(jī)器手、變頻節(jié)電器多出現(xiàn)高頻干擾，可以用停止機(jī)器手或變頻節(jié)電器的辦法驗(yàn)證。

供電電壓要穩(wěn)定，工業(yè)電源要求±0.1%的穩(wěn)定性，比如基準(zhǔn)電壓10V，允許有±0.01V的波動(dòng)，否則，會(huì)導(dǎo)致顯示的較大波動(dòng)。如果這時(shí)的顯示波動(dòng)幅度不超過波動(dòng)電壓的波動(dòng)幅度，電子尺就屬于正常。

（轉(zhuǎn)自米銥）

2.采用光纖傳感器測(cè)量位移時(shí),造成測(cè)量不準(zhǔn)確的因素主要有哪些?如何

在位移測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，影響測(cè)量穩(wěn)定性有哪些因素？如何克服環(huán)境光的影響？ 位移傳感器有若干測(cè)量原理，大類分有光學(xué)原理和電學(xué)原理。

光學(xué)原理常見的有激光三角反射式位移傳感器和激光脈沖時(shí)間差式傳感器。二者測(cè)量原理不同，會(huì)導(dǎo)致誤差和測(cè)量不穩(wěn)定的因素也各不相同。

電學(xué)原理主要包括電容，電渦流，電感式位移傳感器。精密位移傳感器測(cè)量不穩(wěn)定，主要從幾個(gè)方面找原因。

1） 傳感器本身的質(zhì)量和穩(wěn)定性。跟傳感器采用的元器件和制造工藝有很大關(guān)系，目前國(guó)內(nèi)很多傳感器標(biāo)稱精度都很高了，但是裝上去漂移很久，就是這個(gè)原因 2）溫度影響，傳感器上電后本身會(huì)有一個(gè)升溫過程，如果環(huán)境溫度也不穩(wěn)定，就會(huì)帶來測(cè)量不穩(wěn)定。

解決的辦法是采用受溫度影響較小的標(biāo)準(zhǔn)塊，間隔一定時(shí)間就測(cè)量一下標(biāo)準(zhǔn)塊，從而快速補(bǔ)償由環(huán)境溫度帶來的測(cè)量誤差 環(huán)境光當(dāng)然也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果，但是一般激光類位移傳感器允許的環(huán)境光都很強(qiáng)。以德國(guó)米銥optoNCDT2300為例，其允許10000Lx的環(huán)境光，相當(dāng)于夏日正午的陽光直射，如果在室內(nèi)用一般沒什么問題。

但是如果裝在焊接機(jī)器人附近測(cè)量焊縫，就需要加遮擋物，避免焊接的強(qiáng)光影響測(cè)量結(jié)果。 德國(guó)米銥激光位移傳感器optoNCDT系列 光纖傳感器測(cè)量位移時(shí)，對(duì)被測(cè)物體的表面有些什么要求？ RT。

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，光纖傳感器及光電傳感器實(shí)驗(yàn)課后思考題。兵器工業(yè)出版社。

光纖光柵傳感技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 光纖光柵傳感技術(shù)除了具有普通光纖傳感技術(shù)的本質(zhì)防爆、抗腐蝕、抗電磁干擾、對(duì)電絕緣、無電傳輸?shù)仍S多優(yōu)點(diǎn)外，還有一些明顯優(yōu)于其它光纖傳感技術(shù)的特點(diǎn)： ？ 波長(zhǎng)編碼的數(shù)字式傳感，使用可靠性高，壽命長(zhǎng)，能進(jìn)行長(zhǎng)期安全監(jiān)測(cè)。 光纖光柵傳感技術(shù)探測(cè)的是光束的波長(zhǎng)，是一種波長(zhǎng)檢測(cè)的數(shù)字式傳感，而波長(zhǎng)在光束的傳輸過程中不受光源起伏、光纖彎曲損耗、連接損耗和探測(cè)器老化等因素的影響，另一方面，這項(xiàng)技術(shù)也避免了一般干涉型傳感器中相位測(cè)量的不清晰和對(duì)固有參考點(diǎn)的需要。

？ 光纖傳輸信號(hào)，適合遠(yuǎn)距離在線監(jiān)測(cè)和傳輸，易于組網(wǎng)。 采用光纖傳輸攜帶傳感信息的光波，能不失真地遠(yuǎn)距離傳輸，有利于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控。

？ 一根光纖中寫入多個(gè)光柵，易于實(shí)現(xiàn)分布式自動(dòng)化在線監(jiān)測(cè)。 在一根光纖上可制備多個(gè)甚至數(shù)百個(gè)光柵探測(cè)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)時(shí)分復(fù)用、波分復(fù)用、空分復(fù)用，進(jìn)行長(zhǎng)距離分布式測(cè)量。

？ 響應(yīng)時(shí)間快、精度高、靈敏度高、分辨率高。 以光纖制備的光纖光柵是光纖光柵傳感器的核心器件，它是上世紀(jì)九十年代才出現(xiàn)的新型光學(xué)器件。

研究表明，光纖光柵的特征波長(zhǎng)――布喇格波長(zhǎng)對(duì)外界環(huán)境具有高度敏感的特性，而且在相同的環(huán)境下，這個(gè)特征波長(zhǎng)還具有高度的一致性，因此用它制作的傳感器也具有響應(yīng)時(shí)間快、靈敏度高和測(cè)量精度高的特性。 ？ 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于施工布設(shè)。

光纖光柵體積小、重量輕，纖細(xì)柔軟，容易制作成結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單的傳感器探頭，便于在現(xiàn)場(chǎng)施工，探頭的成活率高。

3.光纖位移傳感器對(duì)被測(cè)物體表面有什么要求

要看使用得傳感器的傳感方式和運(yùn)用的方式，一般的光纖位移傳感器是利用光的多普勒效應(yīng)來監(jiān)控物體的位移，物體對(duì)于光的反射面一定要平，可以增加光的反射效率，同時(shí)需要物體的運(yùn)動(dòng)的方向比較單一，不要出現(xiàn)擺動(dòng)。

光纖傳感器的工作原理是將光源入射的光束經(jīng)由光纖送入調(diào)制器，在調(diào)制器內(nèi)與外界被測(cè)參數(shù)的相互作用， 使光的光學(xué)性質(zhì)如光的強(qiáng)度、波長(zhǎng)、頻率、相位、偏振態(tài)等發(fā)生變化，成為被調(diào)制的光信號(hào)，再經(jīng)過光纖送入光電器件、經(jīng)解調(diào)器后獲得被測(cè)參數(shù)。

整個(gè)過程中，光束經(jīng)由光纖導(dǎo)入，通過調(diào)制器后再射出，其中光纖的作用首先是傳輸光束，其次是起到光調(diào)制器的作用。

擴(kuò)展資料：

物性型光纖傳感器原理，物性型光纖傳感器是利用光纖對(duì)環(huán)境變化的敏感性，將輸入物理量變換為調(diào)制的光信號(hào)。其工作原理基于光纖的光調(diào)制效應(yīng)，即光纖在外界環(huán)境因素，如溫度、壓力、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等等改變時(shí)，其傳光特性，如相位與光強(qiáng)，會(huì)發(fā)生變化的現(xiàn)象。

因此，如果能測(cè)出通過光纖的光相位、光強(qiáng)變化，就可以知道被測(cè)物理量的變化。這類傳感器又被稱為敏感元件型或功能型光纖傳感器。

激光器的點(diǎn)光源光束擴(kuò)散為平行波，經(jīng)分光器分為兩路，一為基準(zhǔn)光路，另一為測(cè)量光路。外界參數(shù)（溫度、壓力、振動(dòng)等）引起光纖長(zhǎng)度的變化和相位的光相位變化，從而產(chǎn)生不同數(shù)量的干涉條紋，對(duì)它的模向移動(dòng)進(jìn)行計(jì)數(shù)，就可測(cè)量溫度或壓等。

參考資料來源：搜狗百科--光纖傳感器

4.位移傳感器的選用一般有哪些原則

位移傳感器的選用的一般原則：

1、根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境確定傳感器的類型

要進(jìn)行—個(gè)具體的測(cè)量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，需要根據(jù)被測(cè)量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大??；被測(cè)位置對(duì)傳感器體積的要求；測(cè)量方式為接觸式還是非接觸式；信號(hào)的引出方法，有線或是非接觸測(cè)量；確定選用何種類型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標(biāo)。

2、靈敏度的選擇

通常，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好。因?yàn)橹挥徐`敏度高時(shí)，與被測(cè)量變化對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的值才比較大，有利于信號(hào)處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測(cè)量無關(guān)的外界噪聲也容易混入，也會(huì)被放大系統(tǒng)放大，影響測(cè)量精度。因此，要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比，盡員減少?gòu)耐饨缫氲膹S擾信號(hào)。傳感器的靈敏度是有方向性的。當(dāng)被測(cè)量是單向量，而且對(duì)其方向性要求較高，則應(yīng)選擇其它方向靈敏度小的傳感器；如果被測(cè)量是多維向量，則要求傳感器的交叉靈敏度越小越好。

3、頻率響應(yīng)特性

傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測(cè)量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測(cè)量條件，實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有—定延遲，希望延遲時(shí)間越短越好。

傳感器的頻率響應(yīng)高，可測(cè)的信號(hào)頻率范圍就寬，而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響，機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大，因有頻率低的傳感器可測(cè)信號(hào)的頻率較低。

在動(dòng)態(tài)測(cè)量中，應(yīng)根據(jù)信號(hào)的特點(diǎn)（穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、隨機(jī)等）響應(yīng)特性，以免產(chǎn)生過大的誤差。

4、線性范圍

傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講，在此范圍內(nèi)，靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大，并且能保證一定的測(cè)量精度。在選擇傳感器時(shí)，當(dāng)傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。

但實(shí)際上，任何傳感器都不能保證絕對(duì)的線性，其線性度也是相對(duì)的。當(dāng)所要求測(cè)量精度比較低時(shí)，在一定的范圍內(nèi)，可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的，這會(huì)給測(cè)量帶來極大的方便。

5、穩(wěn)定性

傳感器使用一段時(shí)間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。

在選擇傳感器之前，應(yīng)對(duì)其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當(dāng)?shù)拇胧瑴p小環(huán)境的影響。

傳感器的穩(wěn)定性有定量指標(biāo)，在超過使用期后，在使用前應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。

在某些要求傳感器能長(zhǎng)期使用而又不能輕易更換或標(biāo)定的場(chǎng)合，所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴(yán)格，要能夠經(jīng)受住長(zhǎng)時(shí)間的考驗(yàn)。

6、精度

精度是傳感器的一個(gè)重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價(jià)格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測(cè)量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡(jiǎn)單的傳感器。

如果測(cè)量目的是定性分析的，選用重復(fù)精度高的傳感器即可，不宜選用絕對(duì)量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測(cè)量值，就需選用精度等級(jí)能滿足要求的傳感器。