光纤位移传感特性、光敏三极管特性实验-解析.doc

光纤位移传感特性、光敏三极管特性实验-解析.doc一、光纤位移传感实验
一、实验目的
1、熟悉光敏三极管的结构和工作原理。
2、了解光敏三极管的特性,当工作电压一定时,光敏三极管输出光电流与入射光照度的关系。
3、了解光敏管在控制电路中的具体应用。
二、实验内容
用传光型光纤测位移。
三、实验器件
主机箱,光纤传感器,光纤传感器实验模板,测微头,铁和铜反射面。
四、基本原理
反射式光纤位移传感器简介
光纤采用Y型结构,两束多模光纤一端合并经切割打磨组成光纤探头,在传感系统中,一支为接收光纤,另一支为光源光纤,光纤只起传输信号的作用。
当光发射器发生的红外光,经光源光纤照射至反射体,被反射的光经接收光纤至光电转换器,光电元件将接收到的光信号转换为电信号。其输出的光强决定于反射体距光纤探头的距离,通过对光强的检测而得到位置量。
本实验采用的是传光型光纤,如图1,它有两束光纤混合后,组成Y型光纤,半圆分布及双D分布,一束光纤端部和光源相接发射光束,另一束端部与光电转换器相接接收光束。两束光混合后的端部都是工作端亦称探头,他与被测体相距X,有光源发出的光纤传到端部射出后再经被测体反射回来,另一束光纤接收光信号由光电转换器转换成电量,二光电转换器转换的电量大小与间距X有关,因此可用于测量位移。

图1 (a) Y型光纤示意图;(b)位移与输出电压关系
五、实验步骤
1、将光纤传感器、光电变换组件与光纤变换电路相连接,输出端Vo接数字电压表。(如图2所示)
2、光纤探头安装于位移平台的支架上用固定螺丝固定,电机叶片对准光纤探头,注意保持两端面的平行。
3、尽量降低室内光照度,移动位移平台使光纤探头靠紧反射面,此时变换电路输出电压Vo应约等于零()。
4、动螺旋测微仪带动位移平台使光纤端面离开反射叶片,每旋转一圈()记录Vo值,并将记录结果填入表格,作出距离X与电压值V的关系曲线。

图2 连线图
实验数据
每旋转1圈所测的电压值
表1
位移mm


1460







电压V










位移mm










电压V










2、位移与电压关系图
光纤位移传感器——转速测量实验
一、实验原理
当光纤探头与反射面的相对位置发生周期性变化;光电变换器输出电量也发生相应的变化,经V/F电路变换,成方波频率信号输出。
二、实验步骤
1、将光纤传感器、光电变换组件与光纤变换电路相连接,光纤变换电路的输出端Vo接/“光电耦合器单元”的“整形入”端,光纤变换电路的Fo输出端接数字频率表2KHz档。(如图3)
2、根据上面实验的结果,将光纤探头安装在距电机反射叶片最佳工作点处。确认无误后,开启仪器电源。
3、开启测速电机,调节转速,用示波器(计算机桌面软件)观察Vo端输出电压波形和经过整形的