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一种新型光纤角度传感器的研究

姜志刚  
【摘要】: 伴随光纤通讯技术的成熟,光纤传感技术在近十几年得到突飞猛进的发展。作为光纤传感器的一个重要组成部分,基于干涉技术的测量已经得到很大的关注,以光波波长为单位测量光程差,其测量精度之高是其他测量方法所无法比拟的。 本论文对比了市场上比较普及的角度传感器,进一步阐述了各种角度传感器的优缺点。利用干涉滤波片对波的敏感性,设计了一种新型光纤角度传感器。从光源传出的经过光纤传输,在受到某种外界因素的影响下,传播方向发生改变,利用光经过干涉滤波片后,光的中心波长发生变化的特性,根据一系列的实验和数据分析为基础,选择四个入射角度为假定的初始角度,通过分析计算,选定初始角度。当被测量物体的入射角度在测量量程的范围内发生变化时,通过比较光谱干涉仪中显示中心波长的变化,就可以适时检测出入射光的角度,这是本课题研究的基本思想。通过在模拟条件下的实验,检测了传感器的精度,同时也分析了外界因素对测量结果的影响。 本论文的主要工作包括: 1.简要介绍国内外各种角度传感器的基本原理和使用范围及精度 2.简要概述了光纤传感技术的基本原理及其分类 3.阐述新型光纤角度传感的原理及其构架,分析干涉滤波片的特性,重点分析入射角和透射率之间的关系。 4.分析影响干涉滤波片中心波长变化的因素及其如何控制这些因素的影响,以将其影响将至最低化。 5.在模拟实验中,选择并设计合理的实验方案。 6.在实验中尽可能获得大量的数据,通过对这些数据的分析处理,选取一个合适的角度为初始角度,使角度传感器测量的精度较高,而且光波的耗损较小。通过实验证明,这种的光纤角度传感器,同时能实行适时监测。


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