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高精度反射式塑料光纖位移E+E傳感器
隨著當(dāng)今社會飛速發(fā)展，光纖位移E+E傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計靈活、價格低廉等優(yōu)點，因而在通信、城市建設(shè)、醫(yī)療、交通、能源和航天等工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用和良好的發(fā)展?jié)摿?。微位移檢測是常規(guī)檢測的基礎(chǔ)，而光纖位移E+E傳感器可實現(xiàn)微距的非接觸測量，因此將光纖傳感技術(shù)應(yīng)用于測量領(lǐng)域，成為技術(shù)發(fā)展的主導(dǎo)方向，備受人們關(guān)注。

高精度反射式塑料光纖位移E+E傳感器
靈敏度和線性度是位移E+E傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)，近年來，高精度的位移測量越來越被人們所關(guān)注?，F(xiàn)階段，在實際應(yīng)用中，光纖位移E+E傳感器仍存在測量范圍不大、線性度不高、抗干擾能力較差等問題亟待解決。反射式光纖位移E+E傳感器的被測反射面與傳感探頭之間的距離發(fā)生改變時，接收的反射光強也會隨之變化，依據(jù)這一原理，通過信號處理后，待測位移量便可由反射光強度的變化來得出。設(shè)計了一個基于塑料光纖和數(shù)字鎖定放大器的高精度塑料光纖位移E+E傳感器。采用芯徑大的塑料光纖作為傳光及E+E傳感器件，并對光纖傳感探頭結(jié)構(gòu)和信號處理系統(tǒng)進行改進。首先通過對傳統(tǒng)的光纖位移E+E傳感器的分析研究，創(chuàng)新性的提出以芯徑大的塑料光纖來代替先前的石英光纖。實驗研究了光纖位移E+E傳感器的探測電壓信號,以便提高光纖位移E+E傳感器的檢測精度。分析和驗證了波導(dǎo)絲材料、驅(qū)動脈沖電流、檢測線圈等參數(shù)對光纖位移E+E傳感器輸出電壓的影響規(guī)律。對檢測線圈進行了優(yōu)化設(shè)計,基于實驗數(shù)據(jù)確定了E+E傳感器的各項參數(shù)值。實驗發(fā)現(xiàn)磁致伸縮系數(shù)大、魏德曼效應(yīng)顯著的Fe-Ga材料作為波導(dǎo)絲,可明顯提高電-磁-機械能的轉(zhuǎn)換效率,獲得較大的檢測電壓信號。研制了新型Fe-Ga波導(dǎo)絲光纖位移E+E傳感器樣機,并與Fe-Ni波導(dǎo)絲E+E傳感器進行了性能對比。結(jié)果表明,與Fe-Ni波導(dǎo)絲相比,Fe-Ga波導(dǎo)絲光纖位移E+E傳感器的檢測信號明顯增強,信噪比顯著提高,其檢測電壓信號幅值比Fe-Ni波導(dǎo)絲檢測電壓信號幅值提高了40mV,相應(yīng)的E+E傳感器精度提高了2倍。在此基礎(chǔ)上，對光纖E+E傳感器探頭結(jié)構(gòu)進行了探究對比，通過幾何光學(xué)分析，提出了一種兩發(fā)送一接收的組合式探頭結(jié)構(gòu)來制作光纖位移E+E傳感器。其次，介紹了反射式光纖位移E+E傳感器和數(shù)字鎖定放大器的基本原理，并構(gòu)建了基于數(shù)字鎖定放大器的信號處理系統(tǒng)對接收的雙路信號進行處理，同時設(shè)計搭建了預(yù)處理電路，包括基于單片機的信號發(fā)生裝置、LED驅(qū)動電路、電流-電壓轉(zhuǎn)換電路、前置運算放大電路等。再次，從硬件和軟件兩方面入手，闡述了基于TMS320F2812設(shè)的數(shù)字鎖定放大器，同時采用Multisim、Pro99SE等軟件進行仿真，不斷完善設(shè)計方案。zui后通過整個系統(tǒng)的檢測，完成對數(shù)據(jù)的處理，并對課題工作進行總結(jié)分析與展望。

高精度反射式塑料光纖位移E+E傳感器
實驗結(jié)果顯示，在0~3mm范圍內(nèi)E+E傳感器輸出與位移成線性關(guān)系，靈敏度為2.12mV/μm，線性度為0.6%，從而實現(xiàn)了在較大的測量范圍內(nèi)有很好的線性。此種設(shè)計很大程度的擴大了塑料光纖的使用范圍，并且克服了E+E傳感器原始的測量缺點，使E+E傳感器精準(zhǔn)度得到極大的提高，并且考慮到了其對線性化精度的需要。