光纖壓力傳感器原理

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2、形狀和材料都經(jīng)嚴(yán)格擇。其系可表示為：Lcav（P）=L0+（P-POS）其中P是施加到薄膜外表面上的壓力（單位ps1）P0是FP空腔內(nèi)的壓力（單位psi）Lcav是山信號(hào)解調(diào)器所測(cè)得的空腔長(zhǎng)度（單位rnn）L0是處于零點(diǎn)初始狀態(tài)的空腔長(zhǎng)度（單位nm）,通常定義為P=POS是傳感器的靈敏度（單位nm）壓力傳感器有三種不同的類型：1）量規(guī)型;2）絕對(duì)型和3）差分型o在量規(guī)型傳感器的請(qǐng)況下，P0等于周W壓力或大氣壓。量規(guī)型傳感器有a）一個(gè)通氣孔，它使空腔處于周B壓力下或b）一個(gè)密封成大氣壓的空腔;在絕對(duì)型壓力傳感器的悄形下，P0=0,工廠生產(chǎn)時(shí)其空腔在真空狀態(tài)下密封;而在差分型傳感器的1W形下,P0

3、等于任意的壓力。這種類型的傳感器有一個(gè)通氣孔接頭，用于維持空腔內(nèi)給定的壓力。信號(hào)解調(diào)處理原理我們所有傳感器的信號(hào)解調(diào)器都是根據(jù)口光干涉技術(shù)制成的。信號(hào)解調(diào)器（FTI-lOOi,FTIJ0,等）將來(lái)自傳感器的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成絕對(duì)FP空腔長(zhǎng)度。這個(gè)空腔長(zhǎng)度之所以被稱為絕對(duì)是因?yàn)樗_實(shí)對(duì)應(yīng)著測(cè)量這個(gè)光信號(hào)時(shí)的FP干涉儀的物理空腔長(zhǎng)度（相對(duì)于空腔長(zhǎng)度的相對(duì)測(cè)量AL,其時(shí)被確定為任意的初始值）。這個(gè)差別是重要的，因?yàn)樵S多光纖傳感技術(shù)、尤其是那些基于單色光干涉術(shù)（與白光干涉術(shù)相反）的傳感技術(shù)，僅能測(cè)量長(zhǎng)度變化AL。在要求長(zhǎng)期靜態(tài)測(cè)量的所有應(yīng)用中，絕對(duì)測(cè)量是至關(guān)重要的。光信號(hào)以信號(hào)解調(diào)器采樣速度所確定的頻率被轉(zhuǎn)

4、化。在壓力傳感器的1W況下，10,OOOnm的工作范ffl內(nèi)轉(zhuǎn)化準(zhǔn)確度為？Inm。一旦測(cè)得空腔長(zhǎng)度Lcav,解調(diào)器就會(huì)根據(jù)下面的公式訃算P-POP-PO二（Lcav-LO）/S然后就計(jì)錄并在解調(diào)器上顯示這一壓力值（帝制單位psi或SI單位b吐）。靈敏度系數(shù)S（山儀器序列號(hào)決定）及L0的初始定義值提供了將所測(cè)得的空腔長(zhǎng)度轉(zhuǎn)化為壓力的所有必要信息.儀器序列號(hào)（在傳感器光纖接頭附近打印的）儀器序列號(hào)有7位數(shù)，在壓力傳感器的請(qǐng)況下以數(shù)字6開(kāi)始。壓力傳感器儀器序列號(hào)的形式為6XYZZZZ,其童義如下：* 數(shù)字6表示該傳感器為壓力傳感器（數(shù)字4表示溫度傳感器）；* 數(shù)字X僅用于區(qū)別一批中那些具有相同靈敬度

5、的傳感器；*ZZZZ是靈敬度S與刻度因數(shù)之積,即ZZZZ=與10（n+l）,其中昨0,1,* 數(shù)字Y給出了刻度因數(shù)n的值，即Y二n我們的信號(hào)解調(diào)器有一套完整的功能，可讓用戶在解調(diào)器存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存、消除或選擇不同的儀器序列號(hào)。這些功能可通過(guò)前板面的按壓控制鍵或RS-232序列連的遙控指令實(shí)現(xiàn)。在存儲(chǔ)器中可儲(chǔ)存多大50個(gè)儀器序列號(hào)。0的定義以壓力傳感器的類型不同，空腔長(zhǎng)度有不同的定義。量規(guī)型:信號(hào)解調(diào)器(FTIJO,FTI-1OO1等)容許用戶讓傳感器自我設(shè)定空腔長(zhǎng)度L0之值(原始值等于0),因此而設(shè)定測(cè)量的始態(tài)。這可通過(guò)解調(diào)器的清零(ZERO/NULL)來(lái)執(zhí)行。當(dāng)用戶選擇ZERO/XULL指令時(shí)，

6、解調(diào)器會(huì)立即記錄下傳感器的空腔長(zhǎng)度并將之設(shè)定為L(zhǎng)0。通常在周W環(huán)境壓力或大氣壓下完成這個(gè)過(guò)程。解調(diào)器將在存儲(chǔ)器內(nèi)保留這個(gè)定義值直至下次用戶改變時(shí)(注：當(dāng)記憶消失或解調(diào)器失靈時(shí),用戶可(應(yīng)用內(nèi)部單元的OFFSET功能)找回先前定義的L0值)。絕對(duì)型:這種類型的傳感器有一個(gè)工廠校正的空腔長(zhǎng)度L0。用戶通過(guò)內(nèi)部單元OFFSET功能即可向解調(diào)器存儲(chǔ)器內(nèi)輸入這個(gè)值。差分型:步驟與量規(guī)型相同準(zhǔn)確度傳感器的準(zhǔn)確度取決于精度(0.1%FS)、零點(diǎn)熱漂移(FS/?)和靈敬度熱漂移(讀數(shù)/?)c總誤差是這三個(gè)分離誤差的函數(shù)，最壞的情況是它們最大或最小值的代數(shù)和。下面的圖顯示了這些誤差對(duì)傳感器響應(yīng)特性的影響?！倍穳毫鞲衅鞯臉?biāo)稱響應(yīng)零點(diǎn)熱漂移靈敬度熱漂移壓力單位常用壓