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     由于非功能型光纖傳感器（NFF）的制作和應用比較容易，因而目前NFF型傳感器應用與種類都比較多。

常用的光纖傳感器技術

       在NFF型傳感器中，反射式強度型光纖傳感器具有原理簡單、設計靈活、價格低廉等特點，并已在許多物（如位移、轉速、振動等）的測量中獲得成功應用。而在這種光纖傳感器中，又以反射式Y型光纖傳感器為常用，下面就介紹這種光纖傳感器技術的結構與工作原理。

1.Y型光纖傳感器的結構

        常用的反射式Y型光纖傳感器是最基本的、結構最簡單的、使用最多的一種非功能型（NFF）或傳光型光纖傳感器，也有人將它稱之為“天線型”光纖傳感器，其結構如圖5-7（a）所示，由圖可見，光纖采用Y型結構，即兩束光纖一端合并在一起組成一個測量的光纖探頭（測量時則對向被測物），另一端分為兩支，分別作為光源光纖（即將發(fā)光二極管LED或激光二極管LD光源與光纖耦合連接形成光源光纖）和接收光纖（即將光電探測器件PIN光敏二極管或APD光敏二極管等與光纖耦合連接形成接收光纖），從而形成了Y型光纖傳感器的結構。這種Y型結構，用兩根光纖或多根光纖組成，一般實用產品大都是多根光纖組成。

2.丫型光纖傳感器的工作原理

      Y型光纖傳感器的工作原理是基于光反射系數的變化。當光從光源耦合進到光源光纖，通過光源光纖傳輸到光纖測量頭，其輸出光就射向被測表面，從而會被被測表面反射到接收光纖,最后傳輸到由光電轉換探測器件所接收。這時，光電探測器件（即圖中的光敏元件）輸岀的電壓為U=f(d)。

       顯然，光電探測器件接收到的光，除與反射體到光纖探頭的距離d有關外，還與被測表面反射體表面性質等有關。當光纖芯半徑八光纖的數值孔徑NA,反射面、檢測器已確定的情況下，這時其輸出電壓U就只是位移d的函數。所以，通過分析輸出電壓可以得到相應位移d的數值，這樣就可以實現非接觸微小位移的精密測量。

       當光纖探頭緊貼反射面時，接收器光電探測器件接收到的光強為零。隨著光纖探頭離反射面距離的增加，接收到的光強逐漸增加，當到達最大值點后，又隨兩者的距離增加而減小，其位移和輸出關系的曲線，如圖5-7(b)所示。

圖5-7光纖位移傳感器原理圖

       實際應用曲線II段時，多是將光纖探頭調節(jié)到離反射面距離光強最大值時予以固定，然后進行所需的如測量位移等應用檢測。

       當光纖芯半徑r、光纖的數值孔徑NA、檢測器已確定的情況下，則探測器件接收到的光與反射體表面性質、反射體到光纖探頭的距離有關，因而這種反射式Y型光纖傳感器，可用來檢測表面粗糙度、密度，以及位移、轉速、微震等。顯然，這種反射式Y型光纖傳感器是一種強度調制型的非接觸式測量，具有探頭小、響應速度快、測量線性化等優(yōu)點。

       強度調制型光纖傳感器是最早使用的調制方法，其特點是，技術簡單、工作可靠、價格低，可采用多模光纖，且光纖的連接器和耦合器已經實現了商品化。光源可采用輸出穩(wěn)定的LED或高強度白熾燈等非相干光源。探測器一般用光敏二極管(VD)、PIN管和光電池等。

常用的光纖傳感器技術的典型應用 1.用Y型光纖傳感器檢測位移

       由圖5-7(a)知，當反射表面位置確定后，接收到的反射光的光強隨光纖探頭到反射體的距離的變化而變化。也就是說，傳導到光敏元件上的光量，隨反射面相對光纖端面的位移d變化，其位移量和輸出的關系如圖5-7(b)所示。因此，即可根據輸出值的大小而測得位移d值。當d很小時，由于這時兩光纖的光錐角重疊部分很小，因此反射到接收光纖的光量很少，到達光敏元件的光強較弱；隨著d的不斷增加，光敏元件的接收光量隨之增大并達到最大值，這就是圖中曲線I段。雖其范圍窄，但靈敏度高，線性好，適于測微小位移和表面粗糙度等，測量范圍通常在100μm以內，有的最大接近300μm。如果d繼續(xù)加大，則曲線從峰值開始逐漸下降，成為II段，其特性與I段情況基本相反。對于這類光纖傳感器，其光強響應特性曲線是傳感器設計的主要依據。

       為了提高光強的耦合效率，可采用大數值孔徑光纖或傳光束。目前，這種傳感器的測量位移范圍最大約為10mm左右(用特性曲線II段)，測量分辨力可達0.05pm,精度最高可達0.1皿左右(用特性曲線I段)。這類傳感器包括基于反射原理、遮斷式、微彎損耗原理、輻射損耗原理、光彈效應等的光纖位移傳感器。