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    常見(jiàn)光纖傳感器對(duì)比 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2007-04-09
    — 本帖被 cyqdesign 從 光電技術(shù) 移動(dòng)到本區(qū)(2007-06-26) —
    法布利-比羅特(簡(jiǎn)稱(chēng)FP)、布拉格光柵(簡(jiǎn)稱(chēng)FBG)和熒光式光纖傳感器都是當(dāng)前流行,技術(shù)上也比較先進(jìn)的傳感器。因?yàn)樗鼈兌际腔诠饫w,所以有很多共同的特點(diǎn),比如抗電磁干擾可應(yīng)用于惡劣環(huán)境(沒(méi)有加入電磁過(guò)程),傳輸距離長(zhǎng)(光纖中光衰減慢),使用壽命長(zhǎng), 結(jié)構(gòu)小巧等等,這里就不再贅述。我們將重點(diǎn)討論他們的不同。 $(q8y/,R*-  
    Ze ? g  
    精度 vv/J 5#^,\  
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    應(yīng)該說(shuō)它們都具有很高的精度,都可以滿足絕大多數(shù)需求。但如果進(jìn)行深入的探討,從理論上,光纖光柵傳感器所能達(dá)到的精度要為高。從加工的角度來(lái)說(shuō)FP的傳感精度主要決定于腔長(zhǎng)的加工精度,而FBG的精度主要決定于光柵周期間距與有效折射率的控制。當(dāng)加工精度都得到保證的時(shí)候,F(xiàn)BG將憑借其本身測(cè)量機(jī)理中優(yōu)異線性度取勝。從傳感原理可以看出,F(xiàn)P的腔長(zhǎng)變化轉(zhuǎn)化為Δλ是通過(guò)相位變化和干涉實(shí)現(xiàn)的,這是一個(gè)非線性過(guò)程,而FBG直接通過(guò)公式λB=2neffΛ 實(shí)現(xiàn)有效折射率和光柵周期關(guān)于Δλ的轉(zhuǎn)化,完全線性,理論上說(shuō)將能提供更好的精度。除此以外,光纖光柵反射光在頻域內(nèi)較之FP干涉極大波包更為尖銳,因此對(duì)其中心譜線的測(cè)量也應(yīng)當(dāng)更為精確。熒光式測(cè)溫精度主要取決于熒光物質(zhì)受激發(fā)出熒光的特性和對(duì)熒光光強(qiáng)度變化的檢測(cè),目前的技術(shù)工藝水平,使其測(cè)量精度與前兩種技術(shù)相當(dāng),其成本會(huì)隨精度和測(cè)量范圍而變化。但在實(shí)際產(chǎn)品中,測(cè)量精度受到具體廠家對(duì)產(chǎn)品本身的材料、工藝加工水平、信號(hào)解調(diào)器分辨率等客觀因素的影響,還需要針對(duì)具體的產(chǎn)品進(jìn)行具體對(duì)比 @vs@>CYdz  
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    集成度與組網(wǎng) Z2p> n`D  
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    在這方面,F(xiàn)BG無(wú)疑有著很明顯的優(yōu)勢(shì)。光纖光柵其本身的特點(diǎn)使得每個(gè)探點(diǎn)僅利用相當(dāng)少的光源分量,絕大部分光都透過(guò)并繼續(xù)傳播。根據(jù)上文介紹,一根光纖上可以最多同時(shí)使用30個(gè)光柵,傳輸距離超過(guò)45km。這一特點(diǎn)無(wú)疑為組網(wǎng)帶來(lái)巨大便利。同時(shí)波分復(fù)用等技術(shù)的使用,也提高了這一技術(shù)的可行性?偟脕(lái)說(shuō)FBG非常適合做大范圍多節(jié)點(diǎn)的分布式測(cè)量。至于FP和熒光式,則對(duì)于小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)將更容易實(shí)現(xiàn)。 !T'X 'Q  
    5 09Q0 [k  
    復(fù)雜度 #WufZ18#  
    P*G+eqX  
    FP和熒光式系統(tǒng)的復(fù)雜度應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)低于FBG,其中熒光式最簡(jiǎn)單。 正如原理部分所闡述,前兩種傳感器技術(shù)最終都?xì)w結(jié)到對(duì)Δλ的測(cè)量,明顯的,因?yàn)镕BG的信號(hào)弱,并且多伴有解復(fù)用要求,其系統(tǒng)要遠(yuǎn)復(fù)雜于FP。而熒光式屬于光強(qiáng)檢測(cè),相對(duì)更加簡(jiǎn)單。 Q$=*aUU%G  
    V(mn yI  
    響應(yīng)頻率 X+ f9q0  
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