二、光纖傳感器的分類方法
1、按光纖內(nèi)傳輸?shù)哪J綌?shù)量分
包含單模器件和多模器件這兩種,單模器件的纖芯非常細(xì)小,對降低信號的失真和損失程度非常有效;而多模器件則可以用來傳輸更多的光,然而由于其具有多個(gè)通道,并對入射光的散射點(diǎn)數(shù)和存在模式色散,容易產(chǎn)生信號失真。
2、按光纖與光的作用機(jī)理分
該方法可以分為本征型和非本征型這兩類。前者的工作原理是光纖直接與環(huán)境中的光相互作用來調(diào)制光信號,在測量加速度、轉(zhuǎn)速、聲源和振動等方面的應(yīng)用比較普遍;而后者則是將光纖作為傳送和接收光的通道,然后在光纖外部根據(jù)環(huán)境的特征來調(diào)制光信號,適用于測量角度位置、純屬、液位以及溫度等。
3、按信號在光纖中被調(diào)制的不同方式分
它是根據(jù)傳輸信號在光纖中被調(diào)成的信號類型來劃分,這種類型還可將光纖傳感器分為相伴調(diào)制、強(qiáng)度調(diào)制、頻率調(diào)制、偏振態(tài)調(diào)制以及波長調(diào)制等多種不類型。
三、傳感技術(shù)的發(fā)展階段
研究表明,傳感技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段:結(jié)構(gòu)型傳感器、物性型傳感器和智能型傳感器,在不同的發(fā)展階段都有其顯著的特點(diǎn),本文對其進(jìn)行簡要闡述。
1、結(jié)構(gòu)型傳感器。結(jié)構(gòu)型傳感器階段主要是以傳感器結(jié)構(gòu)部分變化或結(jié)構(gòu)部分變化后而引起某種場的變化來反映被測量的大小及變化的,傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡單,測量操作方便,但是測量效率比較低,并且所測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性不高。
2、物性型傳感器。物性型傳感器是通過構(gòu)成傳感器的某些材料本身的物理特性在被測量的作用下發(fā)生變化,從而將被測量轉(zhuǎn)換為電信號或其他信號輸出。這就需要特殊的傳感器材料,并且對環(huán)境的要求比較苛刻,在測量過程中不利于整體性測量,測量效率不高。
3、智能型傳感器。智能型傳感器就是將傳感器與微處理器有機(jī)地結(jié)合成一個(gè)高度集成化的新型傳感器,并通過對外部環(huán)境的變化信息進(jìn)行統(tǒng)一的整合分析,與結(jié)構(gòu)型傳感器和物性型傳感器相比,智能型傳感器能瞬時(shí)獲取大量測量信息,并能夠?qū)λ@取的信息進(jìn)行高效的分析,對所獲得的信息還具有信號處理的功能,極大地提高了使信息的質(zhì)量和測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。此外,智能型傳感器還具備擴(kuò)展功能,能夠與其他先進(jìn)測量儀器相融。例如,目前市場上出售的網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器就屬于智能型傳感器,它以嵌入式微處理器為核心,集成了信號處理單元、網(wǎng)絡(luò)接口以及單元傳感單元等使傳感器具備多方面的功能,與其他單一檢測傳感器相比,檢測效率得到明顯的提高,并能夠?qū)崿F(xiàn)從被動檢測向主動進(jìn)行信息處理方向發(fā)展。
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