[发明专利]一种光纤传感微距测量系统

说明书

技术领域

本发明属于测试测量技术领域，涉及一种微距测量系统，特别涉及一种光纤传感微距测量系统。

背景技术

传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾)，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节。

根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类。传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大增长。

按照传感器用途分类，传感器可分为：压力敏和力敏传感器位置传感器、液面传感器能耗传感器、速度传感器加速度传感器、射线辐射传感器热敏传感器、24GHz雷达传感器等。

传感器有两个比较重要的特性：传感器静态特性、传感器动态特性。

传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之间的关系，即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移等。

(1)线性度：指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。定义为在全量程范围内实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差值与满量程输出值之比。

(2)灵敏度：灵敏度是传感器静态特性的一个重要指标。其定义为输出量的增量与引起该增量的相应输入量增量之比。用S表示灵敏度。

(3)迟滞：传感器在输入量由小到大(正行程)及输入量由大到小(反行程)变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象成为迟滞。对于同一大小的输入信号，传感器的正反行程输出信号大小不相等，这个差值称为迟滞差值。

(4)重复性：重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。

(5)漂移：传感器的漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时间变化，此现象称为漂移。产生漂移的原因有两个方面：一是传感器自身结构参数；二是周围环境(如温度、湿度等)。

所谓动态特性是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。

由于传感器的上述特点，传感器已经在大量应用于各个领域。如距离测试领域。传统的距离测试，一般选择米尺或者游标卡尺等长度计量工具，但测试精度不高，测试费时费力，工作效率低，甚至会影响工作或工程的进度。在此情况下，出现了一种基于光纤传感原理的距离测量仪器，利用激光，来测量长度，精度高，使用方便。然而，现有的基于光纤传感原理的距离测量仪器在某些人接触不到的场所无法测量。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是解决光纤传感微距测量系统在距离测量中存在的问题。

为达到上述目的，本发明提出了一种光纤传感微距测量系统，包括光源、光探测器、传感器探针、反射单元、无线发射模块、无线接收模块、处理模块；所述传感器探针接收光源发出的入射光，经处理后，将得到的反射光发送至光探测器；所述光电探测器将接收到的光信号转换为电信号，经处理后，通过无线发射模块、无线接收模块发送至处理模块；所述处理模块根据光探测器接收的光信号大小与光纤端面至反射面的距离存在的设定函数关系测量距离。

在本发明的一个实施例中，所述传感器探针包括一根单模光纤、一根或多根多模光纤；所述光源发射出来的光经由单模光纤传至反射单元，在反射单元产生反射，反射光被所述一根或多根多模光纤接收，接收的光信号经由多模光纤传至光探测器。