光纤在微位移及表面粗糙度测量中的应用

摘要

该论文采用Y型反射式光纤探头构建了微位移及表面粗糙度检测装置,主要由发光二极管、锁相放大器、光纤探头、光电池及相关电路组成.根据课题要求,文中对Y型反射式光纤探头的位移测试原理进行了初步探讨和数学分析,给出了基本计算公式,给出了位移与响应灵敏度的关系曲线.指出Y型反射式光纤探头进行微小位移、较大位移、表面粗糙度测试时的特征曲线段,这一点在实用中很有价值.同时对微弱光电信号处理技术也作了较全面深入的研究.该论文是应用锁相放大的方法进行微弱信号处理的,放大倍数为1 06,信噪比改善可达1 000倍.该文最后部分对多种标准片、铝片、玻璃片的表面粗糙度进行了测试,与轮廓仪测试结果相比较,得到较为一致的结果.通过实验和分析,指出了提高测试精度的方法,对今后的研究和开发具有指导意义.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1光纤传感器的回顾与展望

§1.2实际应用中的设计方案

§1.3本论文主要工作

第二章基本理论知识

§2.1光纤的结构

§2.2光纤的分类

§2.3光纤传光原理

§2.4测量用光纤束

§2.5数学解析

§2.6位移测量特征曲线

第三章微弱光信号检测

§3.1锁相放大器的基本组成

§3.2锁相放大器的特点

§3.3锁相放大器的工作原理

第四章实验装置

§4.1电路设计

§4.1.1电路参数的选取原则

§4.1.2发光电路

§4.1.3受光电路

§4.1.4器件特性

§4.2光纤束尺寸

§4.3锁相放大器

§4.4装置的使用

§4.5提高测试精度的理论依据

§4.6实验结果

第五章用轮廓仪测定几种试件的结果

§5.1标准片

§5.2铝片

§5.3玻璃试件

第六章实验结果及考察

§6.1与理论值的比较

§6.2标准片的测定

§6.2.1位移和表面粗糙度

§6.2.2断面形状的测定

§6.3铝片的测定

§6.4玻璃试件

§6.5本章小结

第七章结论与展望

参考文献

致 谢