光栅位移传感器 光栅位移传感器的工作原理详细介绍

随着科技的发展，现在的商品的性能越来越好。有很多产品都是我们不知道名字的，但是有出现我们的生活中。所以等我们有时间的话可以去接触一下这些产品来挺高大家的生活质量。今天小编跟大家分享的是光栅位移传感器，不知道大家在此之前有没有听说过这个名词呢?今天小编主要讲它的工作原理，大家一起来看看吧。

光栅位移传感器的工作原理

戴大家都知道光栅的Bragg波长IB有下面这个公式决定的：

IB=2nL

公式中的n-模芯有效折射率;L-光栅的周期

当光纤光栅所处的环境的温度、应力、应变或者其他物理量发生变化的时候，光栅的周期或者模芯有效的折射率将会随之发生变化，因为光栅的波长也会因此而变化，这样的话通过测量物理量的变化前后光栅的波长的变化，就可以测量该物理量的变化。例如对磁场的直接测量可以通过测量物理量的变化前后的反射光波长变化的不同。此外还可以通过特定的技术，实现对应力和温度的分别测量和同时测量。也可以在光栅上涂敷特定的材料实现对电厂等物理量的间接性测量。

1、啁啾光纤位移传感器的工作原理

上面介绍的光栅位移传感器中光栅的机构，对单参数测量很有效，但是需要同时测量应变和温度或者测量应变或者温度沿长光栅长度的分布时就显得无能为力了。这样就可以选择啁啾光纤光栅位移传感器。啁啾光栅位移传感器有优异的色散补偿能力而应用在高比特远程通信中。

在外界物理量的作用下，啁啾光纤光栅位移传感器除了DIB的变化之外，光谱的展宽也会相应的发生变化，这种传感器在应变和温度同时存在情况下是非常有用的。在测量光谱位移和展宽这样就可以同时测出测量应变和温度。

2、长周期光纤光栅位移传感器的工作原理

长期光纤光栅位移传感器的周期有数百微米，它在特定的波长上可以把纤芯的光耦进保层，就如下面的公式：

Li=(n0-niciad).L

其中n0是指纤芯的折射率;niclad-i是指阶轴对称包层膜的有效折射率。

光在保层中会留下一串因为包层/空气界面的损耗而衰退的损耗带。在一个独立的LPG可能有会有很多共振在一个很长的波长里，这些共振的中波长是由芯和包层的折射率而决定的，因为应变、温度或者外部折射变化发生的任何变化都能产生波长转移，这样的话只要通过检测D里，就可以获得外界物理变化的信息。LPG通常在给定波长上的共振的响应通常是不同幅度，因此这个可以适用于构建参数传感器。

光纤光栅传感器的运用特点

(1)抗电磁干扰:一般电磁辐射的频率比光波低许多，所以在光纤中传输的光信号不受电磁干扰的影响。

(2)电绝缘性能好，安全可靠:光纤本身是由电介质构成的，而且无需电源驱动，因此适宜于在易燃易爆的油、气、化工生产中使用。

(3)耐腐蚀，化学性能稳定:由于制作光纤的材料一石英具有极高的化学稳定性，因此光纤传感器适宜于在较恶劣环境中使用。

(4)体积小、重量轻，几何形状可塑。

(5)传输损耗小:可实现远距离遥控监测。

(6)传输容量大:可实现多点分布式测量。

(7)测量范围广:可测量温度、压强、应变、应力、流量、流速、电流、电压、液位、液体浓度、成分等。

一般的光栅位移传感器每次只能测量单一的变量结果，但是以上介绍的两种光栅位移传感器都可以同时测量两个以上的变量。通过学习我们了解了光栅位移传感器的原理，这样我们对它有了一定的了解。选择起来就会更方便一些。

以上就是有关光栅位移传感器的相关内容，希望能对大家有所帮助！