实验：光电传感器

实验七：光电传感器
一、实验目的：
1．掌握光电式传感器的原理。
2．掌握光纤位移传感器的原理、结构。
二、实验原理：
光电传感器是一种广泛应用的传感器，它把输入的光信号转换成电信号输出。光纤是一种光电式传感器。
反射式光纤位移传感器的工作原理，如图9所示，光纤采用Y型结构，两束多模光纤一端合并组成光纤探头，另一端分为两束，分别作为光源光纤和接收光纤，光纤只起到传输信号的作用，当发射器发出的红外光，经光源光纤照射至反射面，被反射的光经接收光纤至光电转换器将接收到的光转换为电信号。其输出的光强取决于反射体距光纤探头的距离，通过对光强的检测而得到位移量。其特性曲线如图9中（C）所示。

光纤位移传感器原理图

三、实验所需部件：
光纤传感器、差动放大器，电压表。
四、实验步骤：
1．观察光纤传感器，了解其结构和工作原理。
2．差动放大器调零，方法同前。电压表打在2V档。
3．按照图10接线，旋转测微头，使光纤探头与振动台面接触，调节差动放大器增益调到最大，调节差动放大器的调零旋钮使电压表读数为零。

光纤位移传感器实验电路图

根据表中所测数据计算灵敏度S，S＝△V／△x，并在同一坐标图上做出V－x关系曲线。

五、注意事项：
1．实验前应检查实验接插线是否完好，连接电路时应尽量使用较短的接插线，以避免引入干扰。
2．接插线插入插孔，以保证接触良好，切忌用力拉扯接插线尾部，以免造成线内导线断裂。
3．稳压电源不要对地短路。所有单元电路的地均须与电源地相连。
4．因外界光线中的波动会对传感器产生影响，实验时应尽量避免外界光线的干扰。
5．如果数据不稳定，应检查周围是否是由人走动、物体移动而产生的影响。
六、思考：
1．在测量数据时,位移的增加和减少时，输出有何不同？输入-输出关系曲线是否重合？为什么？
2．试分析外界光强和人员走动会对数据产生哪些影响。

4．慢慢调节测微头使振动台离开光纤探头，观察电压表示数的变化。旋转测微头，每隔0.05mm读出一个电压表示数，填入下表。
表1 测微头下降过程测试结果