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2026-04-27 04:16本頁面

　　

【正文】光纖中的光不能反射到接收光纖中去，因而就不能產生光電流信號；當被測表面逐漸遠離光纖探頭時，發射光纖照亮被測表面的面積 A越來越大，因而相應的發射光錐和接收光錐重合面積 B1越來越大，因而接收光纖端面上被照亮的區 B2也越來越大，有一個線性增長的輸出信號；當整個接收光纖的端面被全部照亮時，輸出信號就達到了位移輸出信號曲線上的“光峰點”，光峰點以前的這段曲線叫前坡區；第 11章光電測量技術當被測表面繼續遠離時，由于被反射光照亮的面積 B2大于 C，即有部分反射光沒有反射進接收光纖，但由于接收光纖更加遠離被測表面，接收到的光強逐漸減小，光敏檢測器的輸出信號逐漸減弱，便進入曲線的后坡區。第 11章光電測量技術在后坡區，信號的減弱與探頭和被測表面之間的距離平方成反比。在位移輸出曲線的“前坡”區中，輸出信號的強度增加得非常快，所以這一區域可以用來進行微米級的位移測量。 “后坡”區可用于距離較遠而靈敏度、線性度和精度要求不高的測量。而在所謂的光峰區，輸出信號對于光強度變化的靈敏度要比對于位移變化的靈敏度大得多，所以這個區域可用于對表面狀態進行光學測量。第 11章光電測量技術 3 光纖溫度傳感器光纖溫度傳感器是目前僅次于加速度、壓力傳感器而廣泛使用的光纖傳感器。根據工作原理可分為相位調制型、光強調制型和偏振光型等。由激光器 HeNe發出的光經過擴束鏡、分光鏡、顯微物鏡分別送入兩根長度相同的單模光纖中，則從兩根光纖射出的光就產生干涉而形成干涉條紋。當探測臂受到被測溫度變化時，就會引起兩束光的相位差之變化，因此光的干涉條紋就會產生移動，根據移動的干涉條紋數就可以確定被測溫度之大小。第 11章光電測量技術第 11章光電測量技術光電傳感器的應用 1 煙塵濁度檢測儀煙道里的煙塵濁度是通過光在煙道里傳輸過程中的變化大小來檢測的。如果煙道濁度增加，光源發出的光被煙塵顆粒吸收和折射增加，到達光檢測器的光減少，因而光檢測器輸出信號的強弱便可反映煙道濁度的變化。第 11章光電測量技術 2 燈光亮度自動控制器燈光亮度控制器可按照環境光照強度自動調節白熾燈或熒光燈的亮度，從而使室內的照明自動保持在最佳狀態，避免人們產生視覺疲勞。控制器主要由環境光照檢測電橋、放大器、積分器、比較器、過零檢測器、鋸齒波形成電路、雙向晶閘管等組成。過零檢測器對50Hz市電電壓的每次過零點進行檢測，并控制鋸齒波形成電路使其產生與市電同步的鋸齒波電壓，該電壓加在比較器的同相輸入端。另外，由光敏電阻與電阻組成的電橋將環境光照的變化轉換成直流電壓的變化，該電壓經放大并由積分電路積分后加到比較器的反相輸入端，其數值隨環境光照的變化而緩慢地成正比例變化。第 11章光電測量技術兩個電壓的比較結果，便可從比較器輸出端得到隨環境光照強度變化而脈沖寬度發生變化的控制信號，該控制信號的頻率與市電頻率同步，其脈沖寬度反比于環境光照，利用這個控制信號觸發雙向晶閘管，改變其導通角，便可使燈光的亮度隨環境光照做相反的變化，從而達到自動控制環境光照不變的目的。第 11章光電測量技術 3 采用光纖式光電傳感器檢測液位第 11章光電測量技術采用兩組光纖式光電傳感器，一組用來設定在液面上限控制部位，另一組用來設定液面下限控制部位，將它們按某一角度裝在玻璃罐的兩側。由于液體對光有折射作用，當在投光光纖和光纖傳感器之間有液體時，光纖傳感器可接收到光信號，并由放大器內的光敏元件轉換成電信號輸出。而無液體時，投光光纖發出的光線，則不被光纖傳感器接收。因此上下限安裝的光纖式光電傳感器通過檢測光信號，再轉換成電信號，經控制電路便可對上下限之間的液位進行控制。液面的控制精度可達 177。 1mm。第 11章光電測量技術作業 ? 什么是光電效應，它有哪兩類。 ? 簡要介紹光電器件的特性。第 11章光電測量技術作業 101 試述光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管和光電池的工作原理，如何正確選用這些器件？舉例說明。 102 試述光敏二極管和三極管的工作原理，為什么光敏管需反向偏壓？ 103 光在光纖中是怎樣傳輸的？對光纖及入射光的入射角有什么要求？ 104 光纖的數值孔徑 NA的物理意義是什么？ NA取值大小有什么作用？ 105光纖傳感器有哪幾種調制方式？ 106何謂光電池的開路電壓及短路電流？為什么作為檢測元件時需要采用短路電流輸出形式？第 11章光電測量技術 107 試計算 n1=， n2=徑值是多少？如果外部媒質為空氣 n0=1，求該種光纖的最大入射角是多大？ 108 已知在空氣中行進的光線在以與玻璃板表面成 35176。角入射于玻璃板，此光束一部分發生反射，另一部分發生折射，若折射光束與反射光束成 90176。角，求這種玻璃的折射率？這種玻璃的臨界角是多少？

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