吴骏+查媛+王华+马军山

摘要：

为研究光纤微弯位移传感器，在单模光纤传输系统中设计了一个光纤圈和光纤微弯传感器。通过改变光纤圈的直径，以获得两个光斑，通过移动光纤微弯传感器，记录输出光斑旋转情况，并分析了传感器的移动位移和输出光斑的旋转角度之间的关系。实验表明，光斑转移角度与传感器位移在一定范围内存在良好的线性响应关系，因此可通过检测光斑图像的旋转来实现位移量的测量。

关键词：

位移； 微弯； 光纤传感器； 光斑旋转

中图分类号： TP 212.1文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2016.02.005

Abstract：

This paper is devoted to the research of fiber optic displacement sensor.The experiment of a fiber ring and fiberoptic microbend sensor is designed in the single mode optical fiber transmission system.Two spots are obtained by changing the diameter of the fiber ring and the spots are rotated by moving the fiberoptic microbend sensor.In the experiment，we analyze the relationship between rotation angle of the output spot and the displacement of the sensor.The experiment data show that the spot angle has fine linear response to the displacement in a certain scope.Therefore，we could measure the displacement by detecting the rotation of the spot image base on the phenomenon.

Keywords： displacement； microbend； fiberoptic sensor； spot rotation

引言

光纤传感器与传统的各类传感器相比有一系列独特的优点，如灵敏度高、抗电磁干扰、耐腐蚀、电绝缘性好、体积小、重量轻、可用于易燃易爆的环境中等。所以，光纤传感器已经成为机载光学传感器的必然发展趋势[1]。光纤传感技术是伴随着光导纤维及光纤通信技术的发展而迅速发展起来的一种以光为载体，光纤为媒质，感知和传输外界信号（被测量）的新型传感技术[2]。当这种外界信号为位移时，即构成了光纤位移传感器。

光纤传感器是最近几年出现的新技术，可以用来测量多种物理量，比如声场、电场、压力、温度、角速度、加速度等，还可以完成现有测量技术难以完成的测量任务。在狭小的空间里，在强电磁干扰和高电压的环境里，光纤传感器都显示出了独特的能力。目前光纤传感器已经有70多种，大致上分成光纤自身传感器和利用光纤的传感器。……