本文将为大家介绍的是光纤传感器，包括光纤传感器的工作原理、五大特点、组成结构及接线方法、分类、以及应用范围。希望能帮助大家更好的认识和使用光纤传感器。

　　光纤传感器的工作原理

　　光导纤维是利用光的完全内反射原理传输光波的一种介质，它是由高折射率的纤芯和包层所组成。包层的折射率小于纤芯的折射率，直径大致为0.1mm～0.2mm。当光线通过端面透入纤芯，在到达与包层的交界面时，由于光线的完全内反射，光线反射回纤芯层。这样经过不断的反射，光线就能沿着纤芯向前传播且只有很小的衰减。

　　光纤式传感器就是把发射器发出的光线用光导纤维引导到检测点，再把检测到的光信号用光纤引导到接收器来实现检测的。按动作方式的不同，光纤式传感也可分为对射式、漫反射式等多种类型。

        光纤式传感器可以实现被检测物体在较远区域的检测。由于光纤损耗和光纤色散的存在，在长距离光纤传输系统中，必须在线路适当位置设立中级放大器，以对衰减和失真的光脉冲信号进行处理及放大。

　　光纤传感器的特点

　　（1）灵敏度高

　　由于光是一种波长极短的电磁波，通过光的相位便得到其光学长度。以光纤干涉仪为例，由于所使用的光纤直径很小，受到微小的机械外力的作用或温度变化时其光学长度要发生变化，从而引起较大的相位变化。假设用1 0米的光纤，l℃的变化引起1000ard的相位变化，若能够检测出的最小相位变化为0.01ard，那么所能测出的最小温度变化为l 0℃，可见其灵敏度之高。

　　（2）抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀、本质安全

　　由于光纤传感器是利用光波传输信息，而光纤又是电绝缘、耐腐蚀的传输媒质，并且安全可靠，这使它可以方便有效地用于各种大型机电、石油化工、矿井等强电磁干扰和易燃易爆等恶劣环境中。

　　（3）测量速度快

　　光的传播速度最快且能传送二维信息，因此可用于高速测量。对雷达等信号

　　的分析要求具有极高的检测速率，应用电子学的方法难以实现，利用光的衍射现象的高速频谱分析便可解决。

　　（4）信息容量大

　　被测信号以光波为载体，而光的频率极高，所容纳的频带很宽，同一根光纤可以传输多路信号。

　　（5）适用于恶劣环境

　　光纤是一种电介质，耐高压、耐腐蚀、抗电磁干扰，可用于其它传感器所不适应的恶劣环境中。

　　此外，光纤传感器还具有质量轻、体积小、可绕曲、测量对象广泛、复用性好、成本低等特点。

　　光纤传感器的接线方法

　　1、 光纤传感器的基本组成

　　本系列的光纤传感器外观基本由以下几部分组成，从左到右依次为：

　　（1） SET键，此按钮可用于敏感度设定。本传感器的基本原理为：通过光纤探头对不同介质折射率的感应，从而获得数字信号，显示在屏幕上，通过显示数值的大小与设定灵敏值的比较发送开关量。

　　（ 2） 指示灯，此灯在传感器有信号输出时发生亮灭变化。

　　（3） “设定灵敏值”，在屏幕上显示为绿色，表明当前设定的灵敏值。当探头采集到的数值变化至此数值时，传感器产生信号。

　　（4） “当前灵敏值”， 在屏幕上显示为红色，显示传感器当前采集的数值。

　　（5） “选择按钮”，及左右箭头，可以实现各种功能的选择，相当于翻页键

　　（6） “模式选择按钮”，此按钮可用于设定不同的工作模式。

　　2、 光纤传感器的接线方法

　　3、光纤传感器的灵敏度校准

　　（1） 全自动校准： 在工件进入探头的灵敏区域时，按住“SET”键不放，保持3 秒，灵敏值将会被设定，显示为绿色

　　（2） 两点校准： 在工件未进入灵敏区域时，按住“SET”键保持三秒，有一个敏感值被记忆，然后将工件放置在敏感区域，按下“SET”键保持三秒，另一个敏感值被记忆，当敏感值从一个值变化为另一值时，传感器产生电平变化。

　　（3）一般校准： 也可以通过按“选择按钮”，及左右键来增减敏感度的设定值。

　　（4） 位置校准： 在工件未进入灵敏区域时，按住“SET”键保持

　　三秒，然后将工件放置在离探头一定距离，按下“SET”键保持

　　三秒，一个敏感值被记忆，当工件每次到达此位置时，传感器产生电平变化。

　　4、光纤传感器的常开常闭设定

　　按下最右侧的开关选择按钮，可以选择，内部开关为常闭还是常开。

        光纤传感器的分类

        根据光受被测对象的调制形式可以分为：强度调制型、偏振态制型、相位制型、频率制型；

        根据光是否发生干涉可分为：干涉型和非干涉型；

        根据是否能够随距离的增加连续地监测被测量可分为：分布式和点分式；

        根据光纤在传感器中的作用可以分为：

        一类是功能型（Functional Fiber，缩写为FF)传感器，又称为传感型传感器； 

        另一类是非功能型（Non Functional Fiber缩写为NFF)，又称为传光型传感器。

　　光纤传感器的应用

　　绝缘于污秽、磁、声、压力、温度、加速度、陀螺、位移、液面、转矩、光声、电流，光纤传感器可用于位移、震动、转动、压力、弯曲、应变、速度、加速度、电流、磁场、电压、湿度、温度、声场、流量、浓度、PH值和应变等物理量的测量。

       光纤传感器的应用范围很广，几乎涉及国民经济和国防上所有重要领域和人们的日常生活，尤其可以安全有效地在恶劣环境中使用，解决了许多行业多年来一直存在的技术难题，具有很大的市场需求。

      光纤传感器主要应用在以下几个方面：

　　城市建设中桥梁、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器的应用。光纤传感器可预埋在混凝土、碳纤维增强塑料及各种复合材料中，用于测试应力松弛、施工应力和动荷载应力，从而评估桥梁短期施工阶段和长期营运状态的结构性能。

　　在电力系统，需要测定温度、电流等参数，如对高压变压器和大型电机的定子、转子内的温度检测等，由于电类传感器易受电磁场的干扰，无法在这类场合中使用，只能用光纤传感器。

       分布式光纤温度传感器是近几年发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的高新技术，分布式光纤温度传感系统不仅具有普遍光纤传感器的优点，还具有对光纤沿线各点的温度的分布传感能力，利用这种特点我们可以连续实时测量光纤沿线几公里内各点温度，定位精度可达米的量级，测量精度可达1度的水平，非常适用大范围交点测温的应用场合。

　　此外，光纤传感器还可以应用于铁路监控、火箭推进系统以及油井检测等方面。

　　光纤传感器同时具备宽带、大容量、远距离传输和可实现多参数、分布式、低能耗传感的显著优点。光纤传感可以不断汲取光纤通信的新技术、新器件，各种光纤传感器有望在物联网中得到广泛应用。