基于反射式光纤位移传感器的位移测量系统设计.ppt

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1、反射式光纤位移传感器一、原理二、实物制作三、数据处理一、原理：光在光纤中传输如图1所示：反射式光纤位移传感器是一种传输型光纤传感器。如图2：光纤采用Ｙ型结构，两束光纤一端合并在一起组成光纤探头，另一端分为两支，分别作为光源光纤和接收光纤。光从光源耦合到发射光纤，通过光纤传输，射向反射片，再被反射到接收光纤，最后由光电转换器接收，转换器接受到的光强与反射体表面性质、反射体到光纤探头距离有关。当反射表面位置确定后，接收到的反射光光强随光纤探头到反射体的距离的变化而变化。显然，当光纤探头紧贴反射片时，接收器接收到的光

2、强为零。随着光纤探头离反射面距离的增加，接收到的光强逐渐增加，到达最大值点后又随两者的距离增加而减小。在得到电压与距离的关系之后就可以通过单片机的处理将电压转换成距离显示出来。二、实物制作1、光发射模块光源直接选择激光头2、光纤传输与光电转换为了提高耦合效率，我们选择了纤芯直径较大的塑料光纤。由于是可见光，所以光在反射时要避免可见光的干扰，同样光电二极管接收的时候也要避免可见光的干扰。3、放大滤波模块此部分采用一阶有源滤波电路，因为它的电路比较简单，可以和放大电路合并到一起。进行两级放大滤波。由于是直流信号，所

3、以我们设定一个较大的截止频率就好，考虑到fp=0.37f=0.37/(2RC)，以及电阻上的压降的影响，所以我们选取R=33，C=100。5、AD转换模块AD转换模块我们选用了芯片TLC1543IN，它拥有11模拟输入通道，与单片机的接口采用串行接口方式，引线很少，与单片机连接简单。并且精确度也相对八位的高。6、单片机控制模块光信号经转换以后变成电压信号，这样就可以得到多组的电压与距离的对应关系，将电压与距离的对应关系输入到MATLAB软件中进行拟合，拟合出电压距离的公式以此公式为标准经单片机处理就可以将电压信

4、号转换成为距离并显示在液晶上面。三、数据的处理右图为实际测得的数据拟合出来的曲线拟合出来的曲线与我们实测的数据非常接近，所以我们就用此公式近似处理电压信号，将电压转换成距离显示出来。通过硬件实验平台和MATLAB等软件的合理结合，使课内实验不再是理论知识的枯燥接受，而是创新性和动手实践的结合。在学习理论知识的同时，培养了动手能力。在实验中通过对碰到的问题的解决，培养了我们发现问题、解决问题的能力。增加了自主学习的能力，使我们在各方面都有了提高。谢谢！对mm量级的位移量进行非接触式的测量，精度高；采用单片机实现实

5、时数据采集和显示。